RU2042466C1 - Shaft forging method - Google Patents

Shaft forging method Download PDF

Info

Publication number
RU2042466C1
RU2042466C1 RU92014983A RU92014983A RU2042466C1 RU 2042466 C1 RU2042466 C1 RU 2042466C1 RU 92014983 A RU92014983 A RU 92014983A RU 92014983 A RU92014983 A RU 92014983A RU 2042466 C1 RU2042466 C1 RU 2042466C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
forging
ingot
diameter
shafts
piercing
Prior art date
Application number
RU92014983A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU92014983A (en
Inventor
Александр Васильевич Ширяев
Александр Пантелеевич Максимов
Original Assignee
Александр Васильевич Ширяев
Александр Пантелеевич Максимов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Васильевич Ширяев, Александр Пантелеевич Максимов filed Critical Александр Васильевич Ширяев
Priority to RU92014983A priority Critical patent/RU2042466C1/en
Publication of RU92014983A publication Critical patent/RU92014983A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2042466C1 publication Critical patent/RU2042466C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Forging (AREA)

Abstract

FIELD: forging equipment. SUBSTANCE: method of forging shafts includes steps of heating an ingot, upsetting it an broaching, upon deformation process providing a displacement of an inner central zone of the ingot onto its surface. In order to perform that, the upset ingot is being broached and expanded along its diameter, and cone cylindrical broaching tools are being alternatively embedded into an opening, had been made. Each subsequent tool has a diameter of its cylindrical portion more, than a previous one. A ring, had been made, is being chopped to separate parts, then being straightened for forging a shaft from each part. The axial defect zone, had been displaced onto the surface, is being partially removed with the scale at subsequent heating operations, and it is being completely removed upon working of the shaft forging. In the result a quality of the metal, had been remained, is significantly enhanced, as the axial zone contains a large number of additives. The expansion of the broached blank along its diameter enhances structure of metal in the whole body of the forging, providing extremely high mechanical properties of shafts metal. After chopping the ring forging to separate parts, blanks for forging shafts are being made. EFFECT: enhanced quality of shafts. 1 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при ковке валов из различных металлов и сплавов. The invention relates to the processing of metals by pressure and can be used for forging shafts of various metals and alloys.

Известен способ изготовления поковок валов, включающий нагрев слитка, его биллетировку, осадку и протяжку, причем осадку слитка совмещают с выдавливанием предприбыльной дефектной зоны в отверстие вогнутой сферической осадочной плиты [1]
Данный способ изготовления поковок валов в теле слитка со стороны прибыльной части создает условия неравномерного всестороннего сжатия, способствующие проработке структуры металла, завариванию внутренних дефектов. Однако, осевая дефектная зона слитка выдавливается не полностью, а применяемые способы ковки осадка и протяжка не обеспечивают равномерной проработки структуры металла по всему объему поковки. И, как следствие, получают низкие, неравномерные по сечению механические свойства поковки.
A known method of manufacturing forgings of shafts, including heating the ingot, billing, draft and broaching, moreover, the ingot upset is combined with extrusion of a faulty defective zone into the hole of a concave spherical sedimentary plate [1]
This method of manufacturing forgings of shafts in the body of the ingot from the profitable side creates conditions of uneven comprehensive compression, contributing to the study of the metal structure, brewing of internal defects. However, the axial defective zone of the ingot is not completely squeezed out, and the used methods of forging the precipitate and broaching do not provide uniform development of the metal structure throughout the forging volume. And, as a result, they obtain low, uneven cross-sectional mechanical properties of the forgings.

Известен способ ковки валов [2] согласно которому слиток разрубают на две равные части по продольной оси симметрии, обжимают каждую заготовку по плоскости разделения с коэффициентом высотной деформации 1,3-1,6 с формовкой из нее таврового профиля, выступ которого имеет ширину, составляющую 1,0-1,2 ширины ликвационной зоны слитка, и отделяют выступ от таврового профиля. Недостаток известного способа заключается в незначительной проработке структуры металла во всем объеме поковки, что отрицательно отражается на механических свойствах получаемых валов. There is a known method of forging shafts [2] according to which the ingot is cut into two equal parts along the longitudinal axis of symmetry, each workpiece is crimped along the separation plane with a height-strain factor of 1.3-1.6 with the molding of a T-profile, the protrusion of which has a width of 1,0-1,2 width of the segregation zone of the ingot, and the protrusion is separated from the T-profile. The disadvantage of this method is the insignificant study of the metal structure in the entire forging volume, which negatively affects the mechanical properties of the resulting shafts.

Технический результат, получаемый при использовании изобретения, заключается в возможности изготовления валов из высококачественного металла с высокими механическими свойствами по всему объему поковки. The technical result obtained by using the invention lies in the possibility of manufacturing shafts of high-quality metal with high mechanical properties throughout the forging volume.

Цель изобретения создание способа ковки валов, при котором центральную зону слитка выводят на поверхность и при деформации наряду с осадкой и протяжкой осуществляют раздачу заготовки по диаметру. The purpose of the invention is the creation of a method of forging shafts, in which the central zone of the ingot is brought to the surface and during deformation, along with draft and broaching, the workpiece is distributed in diameter.

Цель достигается тем, что в способе ковки валов, включающем нагрев слитка, разрубку его на части с выводом центральной зоны на поверхность и ковку из каждой части вала, согласно изобретению, слиток перед разрубкой осаживают, прошивают и многократно раздают по диаметру путем поочередного внедрения в полученное отверстие цилиндрических прошивней с коническим участком и осадки заготовки с внедренным прошивнем, при этом у каждого последующего прошивня диаметр цилиндрической части больше, чем у предыдущего, а после разрубки полученной кольцевой поковки на части их выпрямляют. The goal is achieved by the fact that in the method of forging the shafts, including heating the ingot, cutting it into pieces with the output of the central zone to the surface and forging from each part of the shaft, according to the invention, the ingot is deposited before being cut, stitched and repeatedly distributed in diameter by alternately introducing into the obtained the hole of cylindrical piercing with a conical section and draft of the workpiece with embedded piercing, with each subsequent piercing the diameter of the cylindrical part is larger than the previous one, and after cutting the resulting ring Eve forgings are straightened to pieces.

В осевой зоне слитка скапливается большое количество примесей. При прошивке осаженного слитка часть осевой дефектной зоны удаляется. В дальнейшем, после вывода центральной зоны слитка на поверхность поковки, часть дефектной зоны переходит в окалину при последующих нагревах, и окончательно она удаляется при механической обработке поковки вала. Таким образом качество металла готового вала резко повышается по сравнению с качеством металла слитка. Раздача прошитой заготовки по диаметру улучшает проработку структуры металла во всем объеме поковки, что ведет к резкому улучшению механических свойств. В результате рубки кольцевой поковки на части получают заготовки для ковки валов. A large amount of impurities accumulates in the axial zone of the ingot. When flashing a deposited ingot, part of the axial defective zone is removed. Subsequently, after the central zone of the ingot is brought out onto the forgings surface, part of the defective zone goes into scale during subsequent heating, and finally it is removed by machining the shaft forgings. Thus, the quality of the metal of the finished shaft increases sharply compared to the quality of the ingot metal. Distribution of the stitched billet in diameter improves the study of the metal structure in the entire forging volume, which leads to a sharp improvement in mechanical properties. As a result of cutting the annular forgings into parts, blanks for forging the shafts are obtained.

На фиг.1 представлен осаженный слиток; на фиг.2 осаженный слиток с прошитым отверстием; на фиг.3 начало внедрения в осаженный слиток с прошитым отверстием первого коническо-цилиндрического прошивня; на фиг.4 промежуточная поковка с полностью внедренным коническо-цилиндрическим прошивнем; на фиг.5 промежуточная поковка, полученная осадкой совместно с внедренным в нее коническо-цилиндрическим прошивнем; на фиг.6 начало внедрения в промежуточную кольцевую поковку очередного коническо-цилиндрического прошивня; на фиг.7 окончательная поковка кольца; на фиг.8 поковка кольца разрубленная на части; на фиг.9 окончательная поковка вала. Figure 1 presents the precipitated ingot; figure 2 precipitated ingot with a stitched hole; figure 3 the beginning of the introduction into the deposited ingot with a stitched hole of the first conical-cylindrical piercing; figure 4 intermediate forging with a fully embedded conical-cylindrical piercing; in Fig.5 intermediate forging obtained by sludge together with a conical-cylindrical piercing embedded in it; Fig.6 the beginning of the introduction into the intermediate annular forging of the next conical-cylindrical piercing; 7, the final forging of the ring; on Fig forgings rings chopped into parts; Fig.9 final forging of the shaft.

Способ ковки валов реализуется следующим образом. The method of forging shafts is implemented as follows.

Слиток нагревают до ковочной температуры, подают на деформирующее оборудование и осаживают. В осаженном слитке 1 (фиг.1) прошивают отверстие и получают осаженный слиток с отверстием 2 (фиг.2). В полученное отверстие внедряют коническо-цилиндрический прошивень 3 (фиг.3). При внедрении прошивня осаженный слиток раздается по диаметру. Получают промежуточную поковку с полностью внедренным коническо-цилиндрическим прошивнем 4 (фиг.4), которую осаживают вместе с внедренным прошивнем. Получают промежуточную поковку 5 (фиг. 5), из которой удаляют коническо-цилиндрический прошивень 3 (фиг.5). Получают промежуточную кольцевую поковку 6 (фиг.6). The ingot is heated to forging temperature, fed to deforming equipment and precipitated. In the deposited ingot 1 (FIG. 1), a hole is stitched and a precipitated ingot with an opening 2 is obtained (FIG. 2). A conical-cylindrical piercing 3 is inserted into the obtained hole (Fig. 3). When introducing firmware, the deposited ingot is distributed in diameter. Get an intermediate forging with a fully embedded conical-cylindrical piercing 4 (figure 4), which is upset with the embedded piercing. An intermediate forging 5 is obtained (FIG. 5), from which the conical-cylindrical piercing 3 is removed (FIG. 5). Get an intermediate annular forging 6 (Fig.6).

Затем в полученную промежуточную кольцевую поковку 6 (фиг.6) внедряют очередной коническо-цилиндрический прошивень 7 (фиг.6), диаметр цилиндрической части которого D2 больше диаметра цилиндрической части D1 предыдущего коническо-цилиндрического прошивня. Далее цикл повторяют несколько раз. При необходимости промежуточные кольцевые поковки подогревают до ковочной температуры. В результате получают окончательную поковку кольца 8 (фиг.7), которую разрубают на несколько частей, например, на две 9 и 10 (фиг.8). Затем полученные полукольца выпрямляют и каждую протягивают на вал требуемого размера и формы. Получают окончательную поковку вала 11 (фиг.9).Then, another conical-cylindrical piercing 7 (FIG. 6) is introduced into the obtained intermediate annular forging 6 (FIG. 6), the diameter of the cylindrical part of which D 2 is larger than the diameter of the cylindrical part D 1 of the previous conical-cylindrical piercing. Next, the cycle is repeated several times. If necessary, the intermediate ring forgings are heated to forging temperature. The result is the final forging of the ring 8 (Fig.7), which is cut into several parts, for example, into two 9 and 10 (Fig.8). Then the resulting half rings are straightened and each is pulled onto a shaft of the required size and shape. Get the final forging of the shaft 11 (Fig.9).

П р и м е р. Был отлит слиток из стали 40Х ГОСТ 4543-71 диаметром 100 мм и высотой 200 мм. Были изготовлены четыре прошивня: один конический с цилиндрическим пояском диаметром 30 мм и три сплошных коническо-цилиндрических с диаметром цилиндрической части соответственно: 45 мм, 70 мм и 100 мм. Материал прошивней сталь 5ХНМ. PRI me R. An ingot was made of steel 40X GOST 4543-71 with a diameter of 100 mm and a height of 200 mm. Four stitchings were made: one conical with a cylindrical girdle with a diameter of 30 mm and three continuous conical-cylindrical with a diameter of the cylindrical part, respectively: 45 mm, 70 mm and 100 mm. Material piercing steel 5XHM.

Слиток нагрели до 1250оС в электропечи. Контроль нагрева производили платиновой-платиновородиевой термопарой и прибором КВП1-503.The ingot was heated to 1250 ° C in an electric furnace. Heating was controlled by a platinum-platinum-rhodium-thermocouple and a KVP1-503 device.

Ковку осуществляли на молоте с массой падающих частей 1 т. Бойки молота и прошивни предварительно подогрели до температуры 200-250оС.Forging was performed on the hammer with falling weight parts of 1 m. Pins hammer and pierce previously warmed to a temperature of 200-250 ° C.

Нагретый слиток установили на нижний боек и ударами верхнего бойка молота осадили его на высоту 100 мм. Получили осаженный слиток 1 (фиг.1), у которого по оси прошили отверстие диаметром 30 мм. Получили осаженный слиток с отверстием 2 (фиг.2). В полученное отверстие диаметром 30 мм внедрили коническо-цилиндрический прошивень 3 (фиг.3) с диаметром цилиндрической части 45 мм. При внедрении прошивня осаженный слиток раздавали по диаметру и прорабатывали дефектную зону. Получили промежуточную поковку с полностью внедренным коническо-цилиндрическим прошивнем 4 (фиг.4), которую осадили вместе с внедренным прошивнем до высоты 80 мм. Получили промежуточную поковку 5 (фиг. 5), из которой удалили коническо-цилиндрический прошивень 3 (фиг.5). Получили промежуточную кольцевую поковку 6 (фиг.6) с размерами: наружный диаметр 145 мм, внутренний 45 мм, высота 80 мм, которую подогрели до 1250оС.The heated ingot was mounted on the lower hammer and, with the blows of the upper hammer hammer, besieged it to a height of 100 mm. A precipitated ingot 1 was obtained (Fig. 1), in which a hole with a diameter of 30 mm was pierced along the axis. Got a precipitated ingot with a hole 2 (figure 2). A conical-cylindrical piercing 3 (Fig. 3) with a diameter of the cylindrical part of 45 mm was introduced into the obtained hole with a diameter of 30 mm. When introducing the piercing, the deposited ingot was distributed in diameter and the defective zone was worked out. Received an intermediate forging with a fully embedded conical-cylindrical piercing 4 (Fig. 4), which was besieged with the embedded piercing to a height of 80 mm. Received an intermediate forging 5 (Fig. 5), from which the conical-cylindrical piercing 3 was removed (Fig. 5). Received an intermediate ring forging 6 (6) with dimensions: outer diameter 145 mm, inner 45 mm, height 80 mm, which was heated to 1250 about C.

Затем в полученную промежуточную кольцевую поковку 6 (фиг.6) внедрили второй коническо-цилиндрический прошивень 7 (фиг.6), диаметр цилиндрической части которого равен 70 мм. После полного внедрения коническо-цилиндрического прошивня полученную промежуточную поковку осадили до высоты 60 мм и удалили прошивень. Получили промежуточную кольцевую поковку с размерами: наружный диаметр 160 мм, внутренний 70 мм, высота 60 мм. Then, a second conical-cylindrical piercing 7 (Fig. 6), the diameter of the cylindrical part of which is 70 mm, was introduced into the obtained intermediate ring forging 6 (Fig. 6). After the full implementation of the conical-cylindrical piercing, the obtained intermediate forging was besieged to a height of 60 mm and the piercing was removed. An intermediate ring forging was obtained with dimensions: outer diameter 160 mm, inner 70 mm, height 60 mm.

Далее в отверстие промежуточной поковки внедрили третий коническо-цилиндрический прошивень с диаметром цилиндрической части 100 мм, после чего промежуточную поковку осадили до высоты 40 мм и удалили прошивень. Получили окончательную поковку кольца 8 (фиг.7) с размерами: наружный диаметр 190 мм, внутренний 100 мм, высота 40 мм. Then, a third conical-cylindrical piercing with a cylindrical diameter of 100 mm was introduced into the intermediate forging hole, after which the intermediate forging was besieged to a height of 40 mm and the piercing was removed. Received the final forging of ring 8 (Fig.7) with dimensions: outer diameter 190 mm, inner 100 mm, height 40 mm

Полученную окончательную поковку кольца подогрели до 1250оС и разрубили ее на две части 9 и 10 (фиг.8). Затем полученные части выпрямили и каждую протянули на вал диаметром 40 мм. Получили две окончательные поковки вала 11 (фиг.9) с диаметром 40 мм, длиной 220 мм.The resulting final forging ring was warmed to 1250 C and hacked into two parts 9 and 10 (Figure 8). Then the obtained parts were straightened and each was extended to a shaft with a diameter of 40 mm. Got two final forgings of the shaft 11 (Fig.9) with a diameter of 40 mm, length 220 mm

Поковки валов закалили в масле. Температура закалки 800оС, отпуска 500оС. Лабораторные испытания стандартных образцов показали следующие механические свойства: σт= 1950 МПа, σв 2670 МПа, δ 17% Ψ= 68% KCU 73 Дж/см2.The forgings of the shafts are oil hardened. Quenching temperature of 800 ° C, tempering 500 ° C. Laboratory trials of standard samples showed the following mechanical properties: σ t = 1950 MPa, σ to 2670 MPa, δ 17% Ψ = 68% KCU 73 J / cm 2.

Анализ макроструктуры выявил равномерную мелкозернистую структуру по всему объему металла поковки. The analysis of the macrostructure revealed a uniform fine-grained structure throughout the volume of the metal forgings.

Использование изобретения позволит получать высокие технико-экономические результаты. Using the invention will allow to obtain high technical and economic results.

Claims (1)

СПОСОБ КОВКИ ВАЛОВ, включающий нагрев слитка, разрубку его на части с выводом центральной зоны на поверхность и ковку из каждой части вала, отличающийся тем, что слиток перед разрубкой осаживают, прошивают и многократно раздают по диаметру путем поочередного внедрения в полученное отверстие цилиндрических прошивней с коническим участком и осадки заготовки с внедренным прошивнем, при этом у каждого последующего прошивня диаметр цилиндрической части больше, чем у предыдущего, а после разрубки полученной кольцевой поковки на части их выпрямляют. METHOD FOR FORGING SHAFTS, including heating the ingot, cutting it into pieces with a central zone leading to the surface and forging from each part of the shaft, characterized in that the ingot is deposited before flashing, stitched and repeatedly distributed in diameter by alternately introducing cylindrical piercing with conical section and draft blanks with embedded piercing, with each subsequent piercing, the diameter of the cylindrical part is larger than the previous one, and after cutting the resulting ring forging into parts of their straightening lure.
RU92014983A 1992-12-17 1992-12-17 Shaft forging method RU2042466C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU92014983A RU2042466C1 (en) 1992-12-17 1992-12-17 Shaft forging method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU92014983A RU2042466C1 (en) 1992-12-17 1992-12-17 Shaft forging method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU92014983A RU92014983A (en) 1995-07-27
RU2042466C1 true RU2042466C1 (en) 1995-08-27

Family

ID=20134545

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU92014983A RU2042466C1 (en) 1992-12-17 1992-12-17 Shaft forging method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2042466C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114632900A (en) * 2022-02-16 2022-06-17 伊莱特能源装备股份有限公司 Manufacturing method of small-sized elliptical solid forging
CN116511407A (en) * 2022-12-05 2023-08-01 天津重型装备工程研究有限公司 Upsetting tool, large-section energy storage flywheel forging and forging method thereof

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Золотухин Н.М. Совершенствование технологии изготовления поковок валов. Кузнечно-штамповочное производство, N 5, 1986. *
2. Авторское свидетельство СССР N 854534, кл. B 21K 1/06, 1981. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114632900A (en) * 2022-02-16 2022-06-17 伊莱特能源装备股份有限公司 Manufacturing method of small-sized elliptical solid forging
CN114632900B (en) * 2022-02-16 2024-04-09 伊莱特能源装备股份有限公司 Manufacturing method of small elliptical solid forging
CN116511407A (en) * 2022-12-05 2023-08-01 天津重型装备工程研究有限公司 Upsetting tool, large-section energy storage flywheel forging and forging method thereof
CN116511407B (en) * 2022-12-05 2024-03-26 天津重型装备工程研究有限公司 Upsetting tool, large-section energy storage flywheel forging and forging method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109622849A (en) A kind of shaft forgings blind hole is radially swaged forging and radial swaging apparatus
Semiatin Metalworking: bulk forming
CN111531097B (en) Forging method for eliminating wall thickness unevenness defect of cylinder type forging
RU2217260C1 (en) METHOD FOR MAKING INTERMEDIATE BLANKS OF α AND α TITANIUM ALLOYS
CN109434397A (en) A kind of preparation method of superalloy annular forging expanding die
RU2042466C1 (en) Shaft forging method
CN112517817A (en) Free forging process of thin-wall special-shaped step barrel part
WO1991004110A1 (en) Metal extrusion
US3010186A (en) Piston manufacture
CN114192712B (en) Die forging forming die and die forging forming method for large L-shaped hollow thin-wall pipeline
JPH07108340A (en) Manufacture of coarse shape material for rolling bearing race
CN113020313A (en) Ledeburite die steel seamless steel tube and preparation method thereof
RU2539799C2 (en) Production of thin-wall pipes of higher precision from alloyed copper-based strain-hardened alloys
EP2566655B1 (en) Piston assembly multiple step forming process
RU2468882C1 (en) METHOD OF MAKING INTERMEDIATE BLANKS FROM (α+β)-TITANIUM ALLOYS
CN112719791A (en) Method for manufacturing titanium and titanium alloy flange
CN113798420B (en) Forging method of non-magnetic retaining ring of 1Mn18Cr18N of turbogenerator
RU2792019C1 (en) Method for manufacturing large-sized circular profile products from corrosion-resistant heat-resistant steel
RU2036745C1 (en) Large-size shafts forging method
SU1563796A1 (en) Method of producing hollow billet having a bottom
RU2288803C1 (en) Method for forging ingots in forging apparatus with four strikers
SU1696076A1 (en) Article production method
SU1115305A1 (en) Method for manufacturing forging of combination valve
SU1540918A1 (en) Method of producing hollow cylindrical articles
RU2028860C1 (en) Steel ring-type pieces production method