RU2110344C1 - Ingot extrusion method - Google Patents
Ingot extrusion method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2110344C1 RU2110344C1 RU95104332A RU95104332A RU2110344C1 RU 2110344 C1 RU2110344 C1 RU 2110344C1 RU 95104332 A RU95104332 A RU 95104332A RU 95104332 A RU95104332 A RU 95104332A RU 2110344 C1 RU2110344 C1 RU 2110344C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- workpiece
- ingot
- blanks
- workpieces
- placing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Forging (AREA)
- Extrusion Of Metal (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам прессования составных по толщине слитков с целью получения труб с внешней плакированной поверхностью. The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular to methods of pressing composite ingots with a thickness in order to obtain pipes with an external clad surface.
Плакированные трубы, в том числе и из алюминиевых сплавов, находят применение в нефтехимической, нефтедобывающей, и других отраслях промышленности. Однако производство высококачественных плакированных труб горячей деформацией сопряжено с необходимостью сохранения физико-механических свойств каждого металла и прочной их связи. Clad pipes, including those made of aluminum alloys, are used in the petrochemical, oil, and other industries. However, the production of high-quality clad pipes by hot deformation is associated with the need to preserve the physicomechanical properties of each metal and their strong bond.
Известен способ прессования составных по толщине слитков, полученных кристаллизацией плакирующего металла относительно боковой поверхности заготовки из плакируемого металла в процессе полунепрерывного литья, при котором слиток нагревают, размещают на игле, устанавливают в контейнер и прикладывают к его торцу осевое сжимающее усилие [1]. A known method of pressing composite in thickness of the ingots obtained by crystallization of the clad metal relative to the side surface of the workpiece from the clad metal in a semi-continuous casting process in which the ingot is heated, placed on a needle, installed in a container and applied axial compressive force to its end [1].
К недостаткам известного способа следует отнести
возможность образования дефектов типа пузырей, плен и т. п. на контактной поверхности плакирующий материал - плакируемый материал, что при наличии атмосферного воздуха существенно ухудшает качество отпрессованных изделий;
применение специальных кристаллизаторов, поскольку используются относительно небольшие по длине заготовки из плакируего материала;
повышенная стоимость плакированных труб вследствие необходимости механической обработки внешней поверхности составных слитков.The disadvantages of this method include
the possibility of defects such as bubbles, captives, etc., on the contact surface of the cladding material is a cladable material, which in the presence of atmospheric air significantly affects the quality of the pressed products;
the use of special molds, since relatively small lengths of cladding material are used;
increased cost of clad pipes due to the need for machining the outer surface of composite ingots.
Известен также способ прессования слитков преимущественно с продольной слоистостью, включающий сборку слитка путем размещения одной заготовки внутри другой, причем внешнюю заготовку выполняют из более пластичного материала, фиксирование заготовок между собой, нагрев слитка, установку его на иглу с последующим прессованием через коническую матрицу путем его размещения в контейнере и приложения к торцу осевого сжимающего усилия [2] (прототип). There is also known a method of pressing ingots mainly with longitudinal layering, including assembling the ingot by placing one workpiece inside another, the external workpiece being made of more plastic material, fixing the workpieces together, heating the ingot, installing it on a needle, followed by pressing through a conical matrix by placing it in the container and the application to the end face of the axial compressive force [2] (prototype).
Известный способ характеризуется следующими недостатками:
возможной несвариемостью обрабатываемых материалов из-за наличия воздуха на границе плакирующий материал - плакируемый материал;
большой разнотолщинностью плакирующего материала по длине трубы в связи с отсутствием предварительной сварки обрабатываемых материалов перед их совместным деформированием;
относительно низким коэффициентом выхода годного, т. к. возникает необходимость отделения большого по длине выходного конца трубы.The known method is characterized by the following disadvantages:
possible weldability of the processed materials due to the presence of air at the border of the cladding material - cladding material;
the large thickness variation of the cladding material along the length of the pipe due to the lack of preliminary welding of the processed materials before their joint deformation;
a relatively low yield coefficient, because there is a need to separate a large length of the output end of the pipe.
Задачей изобретения является разработка такого способа прессования составных слитков, который обеспечивал бы требуемое качество плакированных труб (минимальная разнотолщинность плакирующего слоя как по периметру трубы, а также по ее длине, высококачественная сварка обрабатываемых материалов, повышенные коррозионные свойства труб и т.д.) при высоком выходе годного. The objective of the invention is to develop such a method of pressing composite ingots, which would provide the required quality of clad pipes (minimum thickness of the cladding layer along the perimeter of the pipe, as well as along its length, high-quality welding of the processed materials, increased corrosion properties of the pipes, etc.) at high suitable output.
Технический результат достигается тем, что в способе прессования слитков, преимущественно с продольной слосистостью, включающем сборку слитка путем размещения одной заготовки внутри другой, причем внешнюю заготовку выполняют из более пластичного материала, фиксирование заготовок между собой, нагрев слитка, установку его на иглу с последующим прессованием через коническую матрицу путем его размещения в контейнере и приложения к торцу осевого сжимающего усилия, сборку слитка производят с одновременным формированием на его внешней поверхности кольцевых выступов путем размещения собранных заготовок в технологической оснастке, имеющей кольцевые выемки, и прикладывая сжимающее усилие к торцам внешней заготовки, осуществляют заполнение кольцевых выемок технологической оснастки материалом внешней заготовки, после чего осуществляют взаимное фиксирование заготовок путем перемещения первоначально внутренней заготовки относительно внешней с формированием уступа со стороны, противоположной прикладываемому усилию, затем выполняют совместное движение заготовок относительно кольцевых выступов, а при установке слитка на иглу уступ размещают со стороны конической матрицы. The technical result is achieved by the fact that in the method of pressing ingots, mainly with longitudinal lamination, including assembling the ingot by placing one workpiece inside another, the external workpiece being made of more plastic material, fixing the workpieces together, heating the ingot, installing it on a needle, followed by pressing through the conical matrix by placing it in the container and applying axial compressive force to the end face, the ingot is assembled with the simultaneous formation of an external the surface of the annular protrusions by placing the assembled workpieces in a tooling having annular recesses and applying a compressive force to the ends of the external workpiece, the annular recesses of the tooling are filled with the material of the external workpiece, then the workpieces are mutually fixed by moving the original internal workpiece relative to the external workpiece with the formation of a step from the side opposite to the applied force, then the joint movement of the workpieces relative to tionary annular projections, and when a billet placed on the needle ledge with the tapered sides of the matrix.
Осуществление способа прессования составных по толщине слитков позволяет обеспечить требуемое качество плакированных труб (как геометрических размеров, а также качества сварки плакируемого и плакирующего материалов) при высоком коэффициенте выхода годного. The implementation of the method of pressing composite ingots with thickness allows us to provide the required quality of clad pipes (both geometric dimensions, as well as the quality of welding of clad and clad materials) with a high yield coefficient.
Это объясняется тем, что параметры сварки обрабатываемых материалов, а именно величина радиального давления и время выдержки свариваемых материалов при заданной величине давления в условиях выбора рационального температурно-скоростного интервала деформирования, позволяют обеспечить качественную сварку обрабатываемых материалов в контейнере перед их совместным деформированием. При этом управляемость технологическими параметрами процесса прессования составных слитков достигается путем выбора оптимальной длины заготовки из более прочного материала и ее превышение над длиной заготовки из плакирующего материала. В результате первоначальное приложение деформирующего усилия только к заготовке из более прочного материала обусловливает процесс получения трубы методом прессования из монометалла. За время этого этапа прессования плакирующий материал прочно приваривается к внешней поверхности заготовки из более прочного материала. Кроме того, такое последовательное прессование: труба из монометалла - плакированная труба устраняет какую-либо возможность перемещения заготовки из плакирующего материала относительно заготовки из более прочного материала. Повышение выхода годного гарантируется большей длиной прессованной трубы при стандартных длинах, отрезаемых от выходного и утяжинного концов трубы. This is explained by the fact that the welding parameters of the processed materials, namely, the radial pressure value and the exposure time of the materials being welded at a given pressure value under the conditions of choosing a rational temperature-speed deformation interval, make it possible to ensure high-quality welding of the processed materials in the container before their joint deformation. Moreover, controllability of the technological parameters of the process of pressing composite ingots is achieved by choosing the optimal length of the workpiece from a more durable material and its excess over the length of the workpiece from the cladding material. As a result, the initial application of a deforming force only to a workpiece of a more durable material determines the process of obtaining a pipe by pressing from a monometall. During this pressing stage, the cladding material is firmly welded to the outer surface of the workpiece from a more durable material. In addition, such sequential pressing: monometallic pipe - clad pipe eliminates any possibility of moving the workpiece from the cladding material relative to the workpiece from a more durable material. The increase in yield is guaranteed by the longer length of the pressed pipe at standard lengths cut off from the outlet and the weighted ends of the pipe.
На фиг.1 изображено исходное положение технологической оснастки и заготовок перед сборкой последних; на фиг. 2 - стадия формирования кольцевых выступов на внешней заготовке в процессе сборки заготовок; на фиг.3 - исходное положение технологической оснастки и заготовок перед их взаимным фиксированием; на фиг. 4 - окончательная стадия взаимного фиксирования заготовок; на фиг. 5 - исходное положение технологической оснастки и зафиксированных заготовок перед выполнением операции по их перемещению относительно кольцевых выступов внешней заготовки; на фиг. 6 - составной слиток; на фиг. 7 - исходное положение слитка в контейнере перед выполнением операции прессования; на фиг. 8 - стадия прессования составного слитка; на фиг. 9 - отпрессованная труба. Figure 1 shows the initial position of the tooling and workpieces before assembling the latter; in FIG. 2 - the stage of formation of annular protrusions on the external workpiece in the process of assembly of the workpieces; figure 3 - the initial position of the tooling and workpieces before their mutual fixation; in FIG. 4 - the final stage of mutual fixation of the blanks; in FIG. 5 - the initial position of the tooling and the fixed workpieces before performing operations to move them relative to the annular protrusions of the external workpiece; in FIG. 6 - composite ingot; in FIG. 7 - the initial position of the ingot in the container before performing the pressing operation; in FIG. 8 - stage of pressing the composite ingot; in FIG. 9 - pressed pipe.
Вариант осуществления предлагаемого к рассмотрению способа прессования слитков состоит в следующем. An embodiment of the proposed method for pressing ingots is as follows.
Предварительно выполняют сборку составного слитка (фиг.1). Для этого в толстостенную обойму 1, например, из закаленной стали У8А по посадке движения размещают разъемную в вертикальной плоскости матрицу 2 также, например, из закаленной стали У8А, и имеющую внутренние кольцевые выемки. (фиг.1). Далее производят установку в отверстие матрицы 2 с минимальным зазором заготовки 3 из пластического материала, например, сплав алюминия с цинком марки АцПл. Геометрические размеры заготовки 3 : длина l1, внешний диаметр D1, внутренний диаметр d1. В отверстие заготовки 3 производят с минимальным зазором установку заготовки 4, например, из алюминиевого сплава АМГ-3. Геометрические размеры заготовки 4: длина l2; внутренний диаметр d2; внешний диаметр D2, выполненный с минимальным зазором по отношению к внутреннему диаметру d1 заготовки 1 (условно не показан). На торце заготовки 4 размещают втулочный пуансон 5. Следует подчеркнуть, что контактируемые поверхности заготовок 3 и 4 проходят стандартную предварительную подготовку с целью устранения дефектов и каких-либо пленок, например масляных.Pre-assemble the composite ingot (figure 1). To do this, in a thick-
При воздействии статическим усилием P на торец втулочного пуансона 5 вызывают осевое пластическое сжатие материала заготовки 3 и, как следствие, заполнение им свободных объемов кольцевых выемок в разъемной матрице 2 (фиг. 2). В этом случае пластическое течение материала заготовки 3 сопровождается некоторым радиальным давлением P, действующим на заготовку 4. Как следствие, имеет место упругая деформация заготовки 4, что и обусловливает уменьшение ее внутреннего диаметра до величины d
Затем осуществляют взаимное фиксирование заготовок 3 и 4 относительно друг друга. Для этого в отверстие заготовки 4 устанавливают ступенчатый пуансон 6, большая ступень которого выполнена с диаметром d, а меньшая - с минимальным зазором по отношению к отверстию с диаметром d
Далее производят замену пуансонов 5 и 6 на пуансон 8, имеющий плоский торец. Диаметр пуансона 8 выполнен по посадке движения по отношению к отверстию в разъемной матрице 2. Воздействие усилием P на торец пуансона 8 приводит к перемещению эафиксированных заготовок 3 и 4 относительно кольцевых выступов. Поскольку это перемещение сопровождается сдвиговой деформацией материала заготовки 3 по местоположению кольцевых выступов, то заготовке 4 сообщается дополнительное радиальное давление Δp. . Дальнейшим перемещением пуансона 8 составной слиток удаляется из технологической оснастки (фиг.6). В результате частичной разгрузки заготовки 4 на поверхности контакта заготовок 3 и 4 создается радиальное давление величиной P3.Next, the
Затем производят нагрев слитка, для чего используют индукционную печь. Следует подчеркнуть, что поле напряжений величиной P*, а также температура нагрева интенсифицируют образование металлических связей для обрабатываемых материалов по поверхности их контакта. К моменту окончания нагрева слитка, в силу наличия уступа на одном из его торцев, температура заготовки 4 на длине, равной длине заготовки 3, будет соответствовать требуемой. На длине же L температура заготовки 4 будет несколько меньшей. Слиток устанавливают на подвижную иглу 9 (на чертеже условно показана неподвижной), на которой предварительно располагают пресс-шайбу 10. Подчеркнем, что уступ слитка, таким образом, обращен в сторону, противоположную от пресс-шайбы 10. Вводят иглу 9 с пресс-шайбой 10 и нагретым слитком в контейнер 11, где жестко закреплена коническая матрица 12 (фиг.7).Then the ingot is heated, for which an induction furnace is used. It should be emphasized that the stress field of magnitude P * , as well as the heating temperature, intensify the formation of metal bonds for the processed materials along the surface of their contact. By the time the ingot finishes heating, due to the presence of a step on one of its ends, the temperature of the
При воздействии усилием P на пресс-шайбу 10 осуществляют этап распрессовки заготовки 4 и прессование трубы из монометалла (фиг.8). В связи с тем, что исходная температура материала заготовки 4 в области уступа была несколько ниже, то этап прессования монотрубы вызывает повышение давления в контейнере до величины (P* Δp ), что и приводит к качественной сварке обрабатываемых материалов до начала совместного их деформирования. Время, необходимое для качественной сварки обрабатываемых материалов, определяется скоростью деформирования при прессовании трубы из монометалла. Отпрессованная труба (фиг.9) после ее разрезки будет составлять некоторую длину из монометалла (материал заготовки 4) и заданную длину плакированной трубы.When exposed to a force P on the press washer 10, the step of unpressing the
Опытно-промышленная проверка разработанного способа проводилась при прессовании плакированных АцПл труб из алюминиевого сплава АМг-З. Заготовки имели следующие геометрические размеры, мм:
из АМг-3
внешний диаметр Д 2 - 135
внутренний диаметр d2 - 25
длина l2 - 120
из алюминия марки АцПл
внешний диаметр Д1 - 145
внутренний диаметр d1 - 135
длина l1 - 90
Сборку слитков проводили на гидравлическом прессе ПСУ-250 с усилием, равным 800 кн. Для активизации обрабатываемых материалов по поверхности контакта и удаления воздуха из микрообъемов осуществляли перемещение заготовки из АМг-З относительно заготовки из АцПл. Потребное при этом усилие не превышало 2 мн. Нагрев слитков осуществлялся в индукционной печи до 370oC. Прессование осуществлялось прямым методом с подвижной иглой через коническую матрицу (угол конусности 135o) с диаметром отверстия 32,0 мм, на горизонтальном гидравлическом прессе, развивающим максимальное усилие в 16 мн. Диаметр иглы 24,0 мм. Отпрессовано 12 м плакированных труб с поперечным сечением (32•4) мм. Металлографическими исследованиями, проводимыми на образцах, отрезанных через каждые 200 мм длины трубы, была установлена разнотолщинность плакированного слоя в пределах 8-17%, что соответствует техническим требованиям на производство данной продукции. Коррозионные испытания выявили повышение коррозионной стойкости труб не менее, чем на 4 балла.A pilot test of the developed method was carried out during the pressing of clad AcPl tubes of aluminum alloy AMg-Z. The blanks had the following geometric dimensions, mm:
from AMg-3
outer diameter D 2 - 135
inner diameter d 2 - 25
length l 2 - 120
Atspl brand aluminum
outer diameter D 1 - 145
inner diameter d 1 - 135
length l 1 - 90
The ingots were assembled on a PSU-250 hydraulic press with a force of 800 kn. To activate the processed materials along the contact surface and to remove air from the microvolumes, the workpiece from AMg-3 was moved relative to the workpiece from AcPl. The effort required in this case did not exceed 2 mn. The ingots were heated in an induction furnace to 370 o C. The pressing was carried out by the direct method with a moving needle through a conical matrix (taper angle 135 o ) with a hole diameter of 32.0 mm, on a horizontal hydraulic press, developing a maximum force of 16 mn. The diameter of the needle is 24.0 mm. 12 m of clad pipes were pressed with a cross section of (32 • 4) mm. Metallographic studies carried out on samples cut every 200 mm of the pipe length showed the thickness of the clad layer to be between 8-17%, which corresponds to the technical requirements for the production of these products. Corrosion tests revealed an increase in pipe corrosion resistance by at least 4 points.
Изобретение может быть использовано при получении нефтепроводных труб, труб для угольной (шахт) и пищевой промышленности и т.д. The invention can be used to obtain oil pipes, pipes for coal (mines) and food industry, etc.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95104332A RU2110344C1 (en) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | Ingot extrusion method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95104332A RU2110344C1 (en) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | Ingot extrusion method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95104332A RU95104332A (en) | 1996-12-10 |
RU2110344C1 true RU2110344C1 (en) | 1998-05-10 |
Family
ID=20165988
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95104332A RU2110344C1 (en) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | Ingot extrusion method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2110344C1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114273862B (en) * | 2021-12-28 | 2023-03-28 | 东北大学 | Integrally-formed aluminum alloy battery tray and manufacturing method thereof |
-
1995
- 1995-03-24 RU RU95104332A patent/RU2110344C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Гильденгорн М.С. и др. Цветная металлургия. 1963, N 11, с. 35. Король В.К. и др. Основы технологии производства. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU95104332A (en) | 1996-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5940951A (en) | Process for the manufacture of cladded metal pipes | |
US4373369A (en) | Method of forming integral flanges in a sheet | |
RU1466084C (en) | Method of making sharply bent branch pipes by bending | |
RU2110344C1 (en) | Ingot extrusion method | |
US4190941A (en) | Method of making cooled valves for internal combustion engines and valves obtained thereby | |
Alves et al. | Joining by plastic deformation | |
RU2055719C1 (en) | Method of forming internal cylindrical surfaces in metallic blanks having through hole | |
RU2070449C1 (en) | Method of ingots pressing | |
EP1907147A1 (en) | Apparatus and method for forming shaped parts | |
GB2067944A (en) | Extrusion process | |
RU2110345C1 (en) | Extrusion method | |
RU2111812C1 (en) | Extrusion method | |
RU2078628C1 (en) | Ingot pressing method | |
RU2078627C1 (en) | Ingot pressing method | |
RU2115497C1 (en) | Method for making buildup products with lengthwise laminarity | |
RU2115495C1 (en) | Method of extrusion | |
RU2116148C1 (en) | Method for making builtup products with lengthwise laminarity | |
GB2057321A (en) | Drawing metals | |
RU2115496C1 (en) | Method for making buildup products with lengthwise laminarity | |
RU2096110C1 (en) | Method of shaping hollow branched parts | |
US4399196A (en) | Integral flanges in a sheet | |
RU2111809C1 (en) | Method for making builtup products with lengthwise laminarity | |
RU2111810C1 (en) | Method of making builtup products with lengthwise laminarity | |
RU2096148C1 (en) | Method of manufacture of long products from different metals | |
RU2104815C1 (en) | Titanium alloy pipe expanding die |