CZ305990B6 - Způsob tváření hybridních součástí zatepla - Google Patents
Způsob tváření hybridních součástí zatepla Download PDFInfo
- Publication number
- CZ305990B6 CZ305990B6 CZ2014-955A CZ2014955A CZ305990B6 CZ 305990 B6 CZ305990 B6 CZ 305990B6 CZ 2014955 A CZ2014955 A CZ 2014955A CZ 305990 B6 CZ305990 B6 CZ 305990B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- temperature
- blank
- steel
- forming
- hybrid components
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 35
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 3
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 9
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 6
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001315 Tool steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001093 Zr alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/005—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
- B32B15/012—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of an iron alloy or steel, another layer being formed of aluminium or an aluminium alloy
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
- B32B15/013—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of an iron alloy or steel, another layer being formed of a metal other than iron or aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/56—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
- C21D1/613—Gases; Liquefied or solidified normally gaseous material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/004—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/005—Heat treatment of ferrous alloys containing Mn
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/008—Heat treatment of ferrous alloys containing Si
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D7/00—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
- C21D7/13—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by hot working
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/10—Alloys based on aluminium with zinc as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C23/00—Alloys based on magnesium
- C22C23/02—Alloys based on magnesium with aluminium as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/002—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working by rapid cooling or quenching; cooling agents used therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
- C22F1/053—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with zinc as the next major constituent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Forging (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Způsob tváření hybridních součástí zatepla, kdy k ocelovému polotovaru ohřátému na teplotu austenitu se přiloží polotovar z jiného tvářitelného kovového materiálu, jehož teplota zpracování odpovídá teplotě přerušení kalení ocelového polotovaru v rozmezí mezi teplotou M.sub.s.n. a teplotou M.sub.f.n., načež se spolu podrobí tváření za poklesu teploty blízké teplotě tvářecího nástroje a získaný polotovar se poté dochladí na teplotu okolí.
Description
Způsob tváření hybridních součástí zatepla
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu tváření hybridních součástí zatepla, kde je jedna ze složek hybridní součásti tvořena ocelovým polotovarem z AHS oceli a druhá složka z jiného kovového materiálu.
Dosavadní stav techniky
Většina součástí vyráběných tvářením je doposud realizována z jednoho druhu materiálu. Typickým příkladem při použití oceli je proces zápustkového kování zatepla, kdy se polotovar z oceli ohřeje na tvářecí teplotu, poté se přenese do zápustky a v postupných krocích v dutinách postupové zápustky je působením tlaku prováděna deformace tak, že materiál vyplní konturu zápustky. Poté je tento výkovek odstřižen, kalibrován a ochlazen, respektive podroben dalšímu, tepelnému zpracování. Při použití moderních vysoko-pevných ocelí, kupříkladu oceli typu advanced high strength Steel (dále AHS ocel) je nutno provést modifikaci struktury tepelným, nebo termomechanickým zpracováním tak, aby ve finále vznikla martenzitická struktura se zbytkovým austenitem. Tento proces vyžaduje rychlé ochlazování z teploty austenitu do oblasti mezi teplotou Ms a teplotou Mf. V tomto teplotním intervalu se ochlazování zastaví a poté je provedena izotermická výdrž, která je nutná pro stabilizování zbytkového austenitu při teplotě zpravidla poněkud vyšší, než je teplota, na které bylo kalení zastaveno. Po několika minutách je dosaženo difúzí uhlíku stabilizace zbytkového austenitu, a tím ocel získá vysokou pevnost a dobrou tažnost. Pro tento způsob zpracování je nutno zabezpečit přerušení ochlazování při dané teplotě, což je v technické praxi poměrně náročné. Takovéto tvářené součásti mohou být vyráběny i z plechových polotovarů procesem hlubokého tažení s následným procesem zmíněného tepelného zpracování. Získaná součást má poté vysokou pevnost a díky její konstrukční struktuře může přenášet vysoké namáhání až do okamžiku, kdy dojde k její nestabilitě a v důsledku toho k destrukci. Ta proběhne tím, že její konstrukční struktura vlivem přetížení zkolabuje v důsledku zborcení. Pokud je použit plný materiál, k tomuto zborcení konstrukční struktury zpravidla nedochází tak snadno, ale nevýhodou je poměrně vysoká hmotnost součástky a tím pádem i vyšší náklady na výrobu tvářené součásti.
Je znám kupříkladu dokument CA 02759154, kde jsou hybridní materiály s vysokou tepelnou vodivostí syntetizovány ze dvou skupin kovových materiálů: první skupinu tvoří slitiny z hliníku, hořčíku a zirkonu, druhou skupinu tvoří materiály z nerezové, uhlíkové či nástrojové oceli, niklu a slitin titanu. Základní materiály první skupiny mají mnohem vyšší tepelnou vodivost než základních materiálů ze skupiny druhé. Hybridní materiály obsahují vrstvu oxidů na těchto kovových bází. Tyto oxidy jsou syntetizovány pomocí oxidace v plazmě, tento postup je popsán v dokumentu CA 2 556 869.
Podstata vynálezu
Výše uvedené nedostatky u tvářených dílů zatepla odstraňuje způsob výroby charakteristický tím, že se ocelový polotovar z vhodné oceli tváří společně s dalším materiálem, jehož teplota tváření odpovídá teplotě přerušení kalení, při které vzniká směsná zákalná struktura s obsahem austenitu. Při plastické deformaci za tepla dojde ke kontaktu tenkostěnného polotovaru z AHS oceli, která se v důsledku kontaktu ochladí na teplotu, na kterou je ohřát druhý materiál, přičemž vznikne hybridní konstrukce, jejíž povrchová vrstva je tvořena z AHS oceli a výplň je tvořena druhým materiálem, např. hliníkovou slitinou. Tím je dosažena vysoká stabilita konstrukční struktury, jelikož výplň z hliníkové slitiny zabraňuje destrukci tenkostěnné struktury z vysokopevné oceli vlivem nestability konstrukce. Tepelná energie, která je nakumulována v hliníkové slitině, odchází do okolí přes povrchovou vrstvu AHS oceli. Tím se v ní stabilizuje difúzním procesem zbytko-1 CZ 305990 B6 vý austenit tím, že uhlík obsažený v přesyceném v martenzitu difunduje do austenitu. Tímto způsobem mohou být vyráběny různé hybridní konstrukce typu zápustkový výkovek, tyč, trubka či extrudovaný díl. Výsledkem je vždy tvářený polotovar nebo součást, která má na povrchu vysoce pevnou ocelovou vrstvu s dostatečnou pevností a její vnitřek je vyplněn jiným materiálem, např. hliníkovou slitinou. Tato konstrukce je podstatně lehčí a zároveň podstatně stabilnější než díl vyrobený pouze z jednoho z materiálů.
Příklady uskutečnění vynálezu
Příklad 1
Do polotovaru ve tvaru trubky z oceli 42SiCr (Tab. 1) ohřáté na tvářecí teplotu 950 °C je vložen tyčový polotovar z hliníkové slitiny AlMnl (Tab. 2) ohřátý na 200 °C. Mezi oběma polotovary není přímý kontakt, čímž nedochází k transferu tepla vedením. Takto připravený polotovar je společně redukován válcováním tak, že se zmenší průměr a v procesu válcování dolehne stěna oceli na tyč z hliníkové slitiny. Část energie se přenese do tyče z hliníkové slitiny, čímž se její teplota zvýší na 270 °C. Při tom dojde v ocelovém polotovaru k vytvoření martenzitu a zbytkového austenitu. Zároveň je prováděno v místě deformace chlazení, aby nedošlo k lokálnímu přehřátí vlivem plastické deformace. Řízení procesu je upraveno tak, aby teplota trubky poklesla rychlostí 20 °C/s na teplotu 250 °C. Při této teplotě se teplota trubky i teplota tyče na stykové ploše vyrovnají a tím se ochlazování zastaví. Poté je tyč vsunuta do termoizolačního boxu, který umožní výdrž na teplotě okolo 250 °C po dobu okolo 5 minut a poté pomalé vychlazování tohoto tvářeného produktu. V důsledku přenosu tepla z tyče do trubky a následně pak do okolí je prováděna stabilizace austenitu v teplotním rozmezí od 200 do 300 °C. Výsledkem je hybridní součást, která má na povrchu vysoko-pevnou ocel schopnou přenášet napětí až 2 000 MPa a disponuje tažností přes 10 %. Při ohybu nebo při přetížení tento tvar neztrácí stabilitu tak rychle, jako kdyby se jednalo o dutý produkt.
| c | Si | Mn | Cr | Mo | Al | Nb | P | S | Ni |
| 0,43 | 2,03 | 0,59 | 1,33 | 0,03 | 0,008 | 0,03 | 0,009 | 0,004 | 0,07 |
Tab. 1: Chemické složení oceli 42SiCr v hmotn. %
| Cu | Cr | Fe | Mg | Mn | Si | Zn |
| 0,1 | 0,1 | 0,7 | 0,3 | 1,5 | 0,5 | 0,2 |
Tab. 2: Chemické složení slitiny AlMnl v hmotn. %
Příklad 2
Mezi dva polotovary v podobě plechových výtažků z oceli 42SiCr (Tab. 1) ohřáté na teplotu 950 °C je vložen předkovek z hořčíkové slitiny MgA13Zn (Tab. 3) o teplotě 200 °C tvaru blízkém vnitřní kontuře plechových výtažků. Tyto polotovary jsou poté vloženy do zápustky a společně tvářeny tak, že se kontura plechových polotovarů pevně přimkne k tvářecímu nástroji, tedy k dutině zápustky a zároveň z vnitřní strany k polotovaru z hořčíkové slitiny. Díky teplotě zápustky, která je 150 °C se ocel ochladí a zároveň v kontaktu s hořčíkovým předkovkem dojde k poklesu
-2CZ 305990 B6 teploty oceli na 200 °C. Vlivem tepelné energie uložené v hořčíkovém předkovku se další ochlazování ocelových výtažků zastaví a po vyrovnání teplot je výkovek přesunut do temperovací komory, kde je udržován na teplotě 200 °C po dobu 10 minut, nebo je dále volně dochlazen v ochlazovacím zařízení. Tím vznikne hybridní výkovek s vysokou pevností na povrchu se zároveň dobrou tažností a díky vyplnění vnitřního objemu tvářené součásti je zabezpečena vysoká stabilita při nízké hmotnosti.
| Al | Zn | Mn | Fe | Mn | Ni | Si |
| 3,50 | 1,50 | 0,10 | 0,003 | 0,40 | 0,05 | 0,10 |
Tab. 3: Chemické složení slitiny MgA13Zn v hmotn. %
Příklad 3
Do matrice pro stranové protlačování, temperované na teplotu 180 °C, se vloží ocelový polotovar ve tvaru trubky z oceli 42SiCr (Tab. 1) ohřátý na tvářecí teplotu 930 °C a společně s ním tyčový polotovar z hořčíkové slitiny AlMnl (Tab. 2) ohřátý na 260 °C. Toto je provedeno v ochranné atmosféře bez přístupu vzduchu. Okamžitě poté je protipohybem dvou pístů materiál stlačen a uveden do plastického stavu. V důsledku plastického přetvoření dojde k vytvoření nákružku, jehož tvar je dán dutinou formy. Díky ochlazovací schopnosti formy dojde k v přímém kontaktu se stěnou formy k poklesu teploty oceli na 200 °C. Při této teplotě je polotovar z formy vyjmut a uložen do temperovacího boxu, kde vnitřní teplo uložené v hořčíkové slitině přechází postupně do oceli. Tím její teplota stoupne na 240 °C. Poté je polotovar po dobu 10 minut držen na této teplotě, přičemž po uplynutí této doby je z boxu vyjmut a volným vychlazením na vzduchu je ochlazen na teplotu okolí.
Průmyslová využitelnost
Vynález lze široce uplatnit v oblasti zpracování polotovarů tvářením, zejména při výrobě dílů, které jsou určeny pro přenos vysokých napětí a zároveň nesmí vykazovat vysokou hmotnost.
Claims (4)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob tváření hybridních součástí zatepla, kde jedna složka je tvořena tenkostěnným ocelovým polotovarem z AHS oceli, vyznačující se tím, žek tenkostěnnému ocelovému polotovaru, který je ohřátý na teplotu austenitu, se přiloží polotovar z jiného tvářitelného kovového materiálu, jehož teplota zpracování odpovídá teplotě přerušení kalení ocelového polotovaru v rozmezí mezi teplotou Ms a teplotou Mf, načež se spolu podrobí tváření za poklesu teploty ocelového polotovaru na teplotu blízkou teplotě tvářecího nástroje a získaný polotovar se poté dochladí na teplotu okolí.
- 2. Způsob tváření hybridních součástí zatepla podle nároku 1, vyznačující se tím, že k tenkostěnnému ocelovému polotovaru, který je ohřátý na teplotu austenitu, se přiloží kovový polotovar z jiného materiálu bez přístupu vzduchu-3 CZ 305990 B6
- 3. Způsob tváření hybridních součástí zatepla podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že k tenkostěnnému ocelovému polotovaru se přiloží kovový polotovar v ochranné atmosféře.
- 5 4. Způsob tváření hybridních součástí zatepla podle nároku 1, vyznačující se tím, že výsledný polotovar je po tváření vyjmut z tvářecího nástroje a je podroben tepelnému režimu s výdrží na teplotě v rozmezí 200 až 250 °C po dobu 5 až 10 minut.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014-955A CZ2014955A3 (cs) | 2014-12-23 | 2014-12-23 | Způsob tváření hybridních součástí zatepla |
| DE102015117825.7A DE102015117825A1 (de) | 2014-12-23 | 2015-10-20 | Warmverformungsverfahren für hybride Einzelteile |
| US14/979,124 US10060000B2 (en) | 2014-12-23 | 2015-12-22 | Method of hot forming hybrid parts |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014-955A CZ2014955A3 (cs) | 2014-12-23 | 2014-12-23 | Způsob tváření hybridních součástí zatepla |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ305990B6 true CZ305990B6 (cs) | 2016-06-08 |
| CZ2014955A3 CZ2014955A3 (cs) | 2016-06-08 |
Family
ID=56097729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2014-955A CZ2014955A3 (cs) | 2014-12-23 | 2014-12-23 | Způsob tváření hybridních součástí zatepla |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10060000B2 (cs) |
| CZ (1) | CZ2014955A3 (cs) |
| DE (1) | DE102015117825A1 (cs) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ308569B6 (cs) * | 2019-08-16 | 2020-12-09 | Západočeská Univerzita V Plzni | Způsob termomechanického zpracování polotovarů z vysocelegovaných ocelí |
| US11584115B2 (en) | 2020-01-31 | 2023-02-21 | Zapadoceska Univerzita V Plzni | Method of manufacturing hybrid parts consisting of metallic and non-metallic materials at high temperature |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ2014955A3 (cs) * | 2014-12-23 | 2016-06-08 | Západočeská Univerzita V Plzni | Způsob tváření hybridních součástí zatepla |
| US10246234B2 (en) | 2016-12-19 | 2019-04-02 | Five Little Princes Development, Llc | Packaging sheet for box or wrapping |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2757984A (en) * | 1983-05-13 | 1985-02-07 | Santrade Limited | Composite wear resistant material |
| CZ801088A3 (cs) * | 1988-12-05 | 1996-04-17 | Statni Vyzkumny Ustav Material | Způsob tepelného zpracování nástroje pro lisování teplosměnných desek |
| CZ292660B6 (cs) * | 1995-05-31 | 2003-11-12 | Dalmine S. P. A. | Supermartenzitická ocel a způsob výroby kovových výrobků |
| DE102009059761A1 (de) * | 2009-12-21 | 2010-09-16 | Daimler Ag | Verfahren zur Umformung einer UHC-Leichtbaustahl-Legierung |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2556869C (en) | 2006-08-18 | 2010-07-06 | Xueyuan X. Nie | Thin oxide coating and process |
| DE102009025896A1 (de) * | 2009-06-03 | 2011-01-05 | Technische Universität Graz | Warmumformung mit Einlegematerial |
| CA2759154A1 (en) | 2011-11-18 | 2013-05-18 | Jingzeng Zhang | Hybrid materials with enhanced thermal transfer capability |
| DE102014112755B4 (de) * | 2014-09-04 | 2018-04-05 | Thyssenkrupp Ag | Verfahren zum Umformen eines Werkstücks, insbesondere einer Platine, aus Stahlblech |
| CZ2014955A3 (cs) * | 2014-12-23 | 2016-06-08 | Západočeská Univerzita V Plzni | Způsob tváření hybridních součástí zatepla |
-
2014
- 2014-12-23 CZ CZ2014-955A patent/CZ2014955A3/cs not_active IP Right Cessation
-
2015
- 2015-10-20 DE DE102015117825.7A patent/DE102015117825A1/de not_active Withdrawn
- 2015-12-22 US US14/979,124 patent/US10060000B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2757984A (en) * | 1983-05-13 | 1985-02-07 | Santrade Limited | Composite wear resistant material |
| CZ801088A3 (cs) * | 1988-12-05 | 1996-04-17 | Statni Vyzkumny Ustav Material | Způsob tepelného zpracování nástroje pro lisování teplosměnných desek |
| CZ292660B6 (cs) * | 1995-05-31 | 2003-11-12 | Dalmine S. P. A. | Supermartenzitická ocel a způsob výroby kovových výrobků |
| DE102009059761A1 (de) * | 2009-12-21 | 2010-09-16 | Daimler Ag | Verfahren zur Umformung einer UHC-Leichtbaustahl-Legierung |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| (Advanced High-Strength Steels Application Guidelines Version 5.0; Stuart Keeler, Menachem Kimchi; WorldAutoSteel; http://309fbf2c62e8221fbaf0-b80c17cbaf20104b072d586b316c6210.r88.cf1.rackcdn.com/AHSS_Guidelines_V5.0_20140514.pdf) kveten 2014 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ308569B6 (cs) * | 2019-08-16 | 2020-12-09 | Západočeská Univerzita V Plzni | Způsob termomechanického zpracování polotovarů z vysocelegovaných ocelí |
| US11584115B2 (en) | 2020-01-31 | 2023-02-21 | Zapadoceska Univerzita V Plzni | Method of manufacturing hybrid parts consisting of metallic and non-metallic materials at high temperature |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2014955A3 (cs) | 2016-06-08 |
| US10060000B2 (en) | 2018-08-28 |
| US20160177410A1 (en) | 2016-06-23 |
| DE102015117825A1 (de) | 2016-06-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101640358B1 (ko) | 열간 프레스 성형강 부재의 제조 방법 | |
| KR100707239B1 (ko) | 열간 성형법과 열간 성형 부재 | |
| US9469891B2 (en) | Press-forming product manufacturing method and press-forming facility | |
| EP0603613B1 (en) | Metallic vacuum double-walled container and manufacturing method thereof | |
| CN109153060B (zh) | 压制成型品的制造方法和生产线 | |
| CN101422861B (zh) | 一种异形深孔类零件的精密成形方法 | |
| CZ305990B6 (cs) | Způsob tváření hybridních součástí zatepla | |
| US20150314366A1 (en) | Steel for mold, and mold | |
| KR101827498B1 (ko) | 판 재료로부터 복잡한 형상의 부품을 성형하는 방법 | |
| JP2009061473A (ja) | 高強度部品の製造方法 | |
| CZ2011692A3 (cs) | Zpusob výroby plechového ocelového výlisku s integrovanou prípravou polotovaru nestejné tloustky | |
| US8852367B2 (en) | Method of production of high-strength hollow bodies from multiphase martensitic steels | |
| US8778101B2 (en) | Method of production of steel sheet pressed parts with locally modified properties | |
| US11661903B2 (en) | Forming near-net shape single-piece piston blanks | |
| CN110551953A (zh) | 具有中间淬火的高强度铝热冲压 | |
| JP2005200702A (ja) | アルミニウムダイカスト製品の熱処理方法 | |
| Günzel et al. | Development of a process chain for multi-stage sheet metal forming of high-strength aluminium alloys | |
| US10737308B2 (en) | Method of producing hollow objects and an arrangement for such method | |
| CN110961872B (zh) | 一种钛合金大规格无缝深孔筒体的制备方法 | |
| CN108422161A (zh) | 超高强度钢复杂形状小型客车后副车架扭力梁制造方法 | |
| CN109097710B (zh) | 一种高镁铝合金管材的挤压方法 | |
| CN204276617U (zh) | 等截面硼钢钢管的热成形及水冷模具 | |
| RU2562186C1 (ru) | Способ получения деформируемой заготовки из титанового сплава | |
| RU2621531C1 (ru) | Установка для газовой изотермической формовки деталей из листовых заготовок | |
| EP4039382A1 (en) | Pipe member manufacturing method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20191223 |