RU2164188C2 - Способ изготовления многослойных тонкостенных сильфонов - Google Patents
Способ изготовления многослойных тонкостенных сильфонов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2164188C2 RU2164188C2 RU99102069/02A RU99102069A RU2164188C2 RU 2164188 C2 RU2164188 C2 RU 2164188C2 RU 99102069/02 A RU99102069/02 A RU 99102069/02A RU 99102069 A RU99102069 A RU 99102069A RU 2164188 C2 RU2164188 C2 RU 2164188C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bellows
- tube
- alloy
- temperature
- tube blank
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 21
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 35
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 32
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims abstract description 7
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims abstract description 6
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 6
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims abstract 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 21
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 9
- 238000004881 precipitation hardening Methods 0.000 claims description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 7
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 6
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 4
- 238000002788 crimping Methods 0.000 claims description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 9
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 5
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 229910018487 Ni—Cr Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D15/00—Corrugating tubes
- B21D15/04—Corrugating tubes transversely, e.g. helically
- B21D15/06—Corrugating tubes transversely, e.g. helically annularly
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
- B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
- B21C37/08—Making tubes with welded or soldered seams
- B21C37/09—Making tubes with welded or soldered seams of coated strip material ; Making multi-wall tubes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
- B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
- B21C37/15—Making tubes of special shape; Making tube fittings
- B21C37/154—Making multi-wall tubes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
- B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
- B21C37/15—Making tubes of special shape; Making tube fittings
- B21C37/20—Making helical or similar guides in or on tubes without removing material, e.g. by drawing same over mandrels, by pushing same through dies ; Making tubes with angled walls, ribbed tubes and tubes with decorated walls
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49826—Assembling or joining
- Y10T29/49877—Assembling or joining of flexible wall, expansible chamber devices [e.g., bellows]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Diaphragms And Bellows (AREA)
Abstract
Способ включает формирование трубных заготовок, вытяжку за несколько операций каждой трубной заготовки до заданных размеров, сборку вытянутых трубных заготовок в пакет, гофрирование пакета с образованием сильфона и термическую обработку сильфона, каждую трубную заготовку формируют из дисперсионно-твердеющего сплава на основе никеля, содержащего легирующие элементы из группы: ниобий, алюминий, титан, вольфрам, молибден, подвергают каждую трубную заготовку вытяжке, нагревают трубную заготовку до температуры 1000-1130°С, выдерживают трубную заготовку в защитной среде при указанной температуре, охлаждают трубную заготовку, после чего повторяют указанные операции вытяжки, нагрева, выдержки и охлаждения до достижения каждой трубной заготовкой заданных размеров, собирают вытянутые трубные заготовки в пакет, затем гофрируют пакет с образованием сильфона, термическую обработку сильфона ведут путем нагрева до температуры 1000-1130°С, выдержки сильфона в защитной среде при этой температуре до полного растворения упрочняющей фазы в сплаве и последующем охлаждении до температуры окончания фазового превращения в сплаве. В качестве защитной среды используют разряженную воздушную среду или аргон. Техническим результатом изобретения является предотвращение образования трещин на стенках заготовок и сильфона, а также повышение стабильности механических свойств, особенно пластичности. 7 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к технологии изготовления тонкостенных металлических сильфонов, работающих в условиях высоких температур, давлений и агрессивных сред.
Предшествующий уровень техники
Тонкостенные металлические сильфоны широко используются в различных областях техники, например в авиастроении, двигателестроении, нефтяной промышленности, в частности для обеспечения подвижного соединения трубопроводов для компенсации их перемещения под внешним воздействием.
Тонкостенные металлические сильфоны широко используются в различных областях техники, например в авиастроении, двигателестроении, нефтяной промышленности, в частности для обеспечения подвижного соединения трубопроводов для компенсации их перемещения под внешним воздействием.
Известны различные способы изготовления тонкостенных сильфонов. В патенте США N 2797112, НКИ 72-59, 1957 г. описано изготовление многослойных сильфонов из отдельных тонких пластин, в частности методом сварки. Однако известный способ является достаточно трудоемким и требует дополнительного контроля для обеспечения надежности работы этих сильфонов.
В патенте США N 3782156, НКИ 72-59, 1974 г. описан способ изготовления тонкостенных сильфонов, включающий в себя предварительное образование витков на внешней и внутренней поверхностях трубных заготовок, обработку роликом внутренней их поверхности, прессование с образованием гофр и термообработку для снятия напряжений в металле. Однако известная технология требует сложного специального оборудования и больших затрат времени на изготовление сильфона.
В авторском свидетельстве СССР N 1076166, МПК B 21 D 15/00, 1984 г. предложено изготавливать сильфоны путем механогидравлической формовки кольцевых гофр на трубчатой заготовке с последующим дорекристаллизационным отжигом при температуре 680±10oC. Использование этого способа позволило снизить трудоемкость изготовления и повысить эксплуатационную надежность сильфонов.
В авторском свидетельстве СССР N 1292870, МПК B 21 D 15/00, 1987 г. описан способ изготовления многослойных тонкостенных сильфонов из нержавеющей стали, включающий формирование трубной заготовки, вытяжку за несколько операций трубной заготовки до заданных размеров, гофрирование заготовки с образованием сильфона и термическую обработку сильфона. В соответствии с известным способом трубные заготовки деформируют путем вытяжки с помощью пуансонов через матрицы с изменением диаметра, затем вставляют заготовки друг в друга (собирают пакет) и подвергают гофрированию с последующими операциями поверхностного деформирования и термической обработки дорекристаллизационного отжига.
Операция вытяжки каждой заготовки перед сборкой в пакет позволила повысить качество изделий за счет увеличения прочности при циклическом нагружении.
Однако при использовании в качестве материала заготовок сплавов, претерпевающих структурные изменения при нагреве, например дисперсионно-твердеющих сплавов на никелевой основе, в процессах вытяжки и гофрирования заготовок возможно образование на их стенках таких дефектов, как трещины, вследствие низкой пластичности этих сплавов. Кроме того, из-за повышенной склонности сплавов к окислению возникает возможность появления в изготовленных из них сильфонах при их сварке с арматурой таких дефектов, как трещины и несплавления. Это обстоятельство ограничивает использование таких сильфонов в условиях высоких температур, давлений, агрессивных сред в течение продолжительного времени.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание способа изготовления многослойных тонкостенных сильфонов из дисперсионно-твердеющих сплавов на никелевой основе, способных к работе в течение длительного времени в экстремальных условиях, например, газовой окислительной среде при высоких давлениях и температурах.
Задачей настоящего изобретения является создание способа изготовления многослойных тонкостенных сильфонов из дисперсионно-твердеющих сплавов на никелевой основе, способных к работе в течение длительного времени в экстремальных условиях, например, газовой окислительной среде при высоких давлениях и температурах.
Техническим результатом изобретения является предотвращение образования трещин на стенках заготовок и сильфона, а также повышение стабильности механических свойств, особенно пластичности.
Сущность изобретения заключается в том, что в способе изготовления многослойных тонкостенных сильфонов, включающем формирование трубных заготовок, вытяжку за несколько операций каждой трубной заготовки до заданных размеров, сборку вытянутых трубных заготовок в пакет, гофрирование пакета с образованием сильфона и термическую обработку сильфона, формируют каждую трубную заготовку из дисперсионно-твердеющего сплава на основе никеля, содержащего упрочняющую фазу, подвергают трубную заготовку вытяжке, нагревают трубную заготовку до температуры 1000-1130oC, выдерживают трубную заготовку в защитной среде при указанной температуре до полного растворения упрочняющей фазы в сплаве, охлаждают трубную заготовку до температуры окончания фазового превращения в сплаве, после чего повторяют указанные операции вытяжки, нагрева, выдержки и охлаждения до достижения каждой трубной заготовкой заданных размеров, собирают вытянутые трубные заготовки в пакет, затем гофрируют пакет с образованием сильфона, термическую обработку сильфона ведут путем нагрева до температуры 1000-1130oC, выдержки сильфона в защитной среде при этой температуре до полного растворения упрочняющей фазы в сплаве и последующем охлаждении до температуры окончания фазового превращения в сплаве.
Кроме того, в качестве защитной среды используют разряженную воздушную среду при давлении 1·10-4 - 1·10-3 мм рт. ст.
Кроме того, охлаждение трубной заготовки и сильфона ведут в потоке инертного газа.
Кроме того, в качестве защитной среды применяют инертный газ.
Кроме того, в качестве инертного газа используют аргон.
Кроме того, в качестве упрочняющей фазы применяют элементы: ниобий, титан, вольфрам, молибден.
Кроме того, перед гофрированием на периферийные участки наружной и внутренней поверхностей каждой вытянутой трубной заготовки наносят слой никелевого покрытия толщиной 5-15 мкм.
Заготовки из дисперсионно-твердеющего сплава на никелевой основе подвергают многократной вытяжке, причем после каждой операции вытяжки заготовки термообрабатывают в защитной среде при температуре полного растворения упрочняющей фазы в сплаве с последующим охлаждением, обеспечивающим образование в нем однофазной структуры. На заготовки на периферийные участки наружной и внутренней поверхностей наносят слой никелевого покрытия, затем заготовку гофрируют, а после гофрирования в сильфон осуществляют термообработку по режиму термообработки, аналогичному режиму термообработки трубных заготовок после каждой операции вытяжки. Указанные операции характерны в том числе и для изготовления однослойных тонкостенных сильфонов.
При этом достигается предотвращение образования трещин на стенках заготовок при каждой операции вытяжки и на стенках сильфона при гофрировании за счет увеличения пластичности сплава, а также предотвращение его окисления при сварке сильфона к арматуре за счет наличия на его стенках защитного покрытия, приводящего к увеличению длительной прочности узла при эксплуатации.
Согласно изобретению способ осуществляют следующим образом. Трубные заготовки из дисперсионно-твердеющего сплава на никелевой основе подвергают вытяжке с помощью штампа.
Вытяжку проводят за несколько операций, количество которых зависит от соотношения длины заготовки к ее диаметру. Последняя операция вытяжки заканчивается получением тонкостенной трубной заготовки заданного размера.
После каждой операции вытяжки заготовку подвергают термической обработке в печи. Нагрев производят до температуры 1000-1130oC, при которых обеспечивается растворение легирующих элементов, таких как титан, ниобий, вольфрам, молибден и др. , выполняющих функцию упрочняющей фазы. Кроме того, нагрев до указанной температуры позволяет сохранить мелкое и однородное зерно. Выдержку производят в вакууме или в среде инертного газа. Фиксируют однофазную структуру сплава охлаждением потоком инертного газа. Выбор температурного режима зависит от химического состава сплава. Указанная термообработка позволяет повысить пластичность дисперсионно-твердеющего сплава, а также ее стабильность за счет фиксации однофазной однородной мелкозернистой структуры, в основе которой - однофазный γ-твердый раствор, а выполнение термообработки после каждой операции вытяжки возвращает сплав в исходное пластичное состояние, необходимое для штамповки. Операции вытяжки и термообработки повторяют несколько раз в зависимости от размеров и материала заготовок. Получают заготовки с толщиной стенок 0,1-0,16 мм.
Полученные заготовки покрывают слоем никеля толщиной 5-15 мкм. Покрытие наносят на периферийные участки как наружных, так и внутренних поверхностей заготовок, предназначенные под сварку будущего сильфона к арматуре. Никелевый слой менее 5 мкм не защитит сварное соединение от окисления в процессе сварки сильфона с арматурой, а слой более 15 мкм изменит химический состав сварного шва, что может вызвать снижение его прочности при эксплуатации. Процесс нанесения покрытия осуществляют гальваническим методом. Далее заготовки собирают в пакет и подвергают пакет гофрированию на прессе с образованием сильфона. Процесс осуществляют при давлении, определяемом экспериментальным путем в зависимости от заданного напряжения, размера гофр. После гофрирования проводят термообработку полученного сильфона по режиму термообработки, аналогичному режиму термообработки трубных заготовок после каждой операции вытяжки, то есть осуществляют нагрев и выдержку при температуре полного растворения упрочняющей фазы в сплаве с последующим охлаждением, обеспечивающим образование в нем однофазной структуры. Такая термообработка позволяет снять внутренние напряжения в сильфоне и исключить возможное появление в нем дефектов.
Способ согласно настоящему изобретению применим для изготовления как однослойных сильфонов, выполненных из одной трубной заготовки, так и многослойных, выполненных из нескольких, по меньшей мере из двух, трубных заготовок, вставленных одна в другую, благодаря разности заданных диаметров.
Ниже приведены примеры осуществления способа для изготовления многослойных сильфонов.
Изготавливали сильфоны из дисперсионно твердеющих сплавов на основе никель - хром и легирующих элементов, включающих ниобий, титан, вольфрам, молибден и др. Указанные легирующие элементы образуют упрочняющую фазу.
Примеры реализации
Пример 1
Трубную заготовку толщиной 1 мм и диаметром 75 мм из дисперсионно-твердеющего никелевого сплава, содержащего упрочняющие элементы ниобий, титан, подвергали вытяжке из листа с помощью пуансона с коэффициентом вытяжки 0,62. Полученную заготовку нагревали в вакуумной печи при разрежении 1·10-4 - 1·10-3 мм рт. ст. до температуры 1000oC и выдерживали до полного растворения упрочняющей фазы. Далее охлаждали потоком аргона с целью фиксации однофазной структуры сплава. Подачу газа прекращали и дальнейшее охлаждение проводили в застойной зоне аргона. После термообработки осуществляли вторую операцию вытяжки с коэффициентом 0,8, а затем заготовку снова термообрабатывали по описанной ранее технологии. Операции вытяжки и термообработки чередовали 15 раз до получения заготовки заданных размеров:
толщина стенки - 0,16 мм, наружный диаметр - 62 мм.
Пример 1
Трубную заготовку толщиной 1 мм и диаметром 75 мм из дисперсионно-твердеющего никелевого сплава, содержащего упрочняющие элементы ниобий, титан, подвергали вытяжке из листа с помощью пуансона с коэффициентом вытяжки 0,62. Полученную заготовку нагревали в вакуумной печи при разрежении 1·10-4 - 1·10-3 мм рт. ст. до температуры 1000oC и выдерживали до полного растворения упрочняющей фазы. Далее охлаждали потоком аргона с целью фиксации однофазной структуры сплава. Подачу газа прекращали и дальнейшее охлаждение проводили в застойной зоне аргона. После термообработки осуществляли вторую операцию вытяжки с коэффициентом 0,8, а затем заготовку снова термообрабатывали по описанной ранее технологии. Операции вытяжки и термообработки чередовали 15 раз до получения заготовки заданных размеров:
толщина стенки - 0,16 мм, наружный диаметр - 62 мм.
Таким же образом были обработаны еще три трубные заготовки, но с достижением при этом другого заданного диаметра, соответственно, 60, 58 и 56 мм.
В таблице приведены механические свойства сплава после термообработки.
Как следует из таблицы, механические свойства сплава свидетельствуют о его высокой пластичности, а низкий разброс свойств - об их высокой стабильности, что позволяет говорить о высокой технологичности сплава.
Отформованные указанным выше способом четыре трубные заготовки покрывали слоем никеля гальваническим методом. Слои толщиной 5 мкм наносили на предназначенные под сварку к арматуре периферийные участки обеих поверхностей каждой заготовки, за исключением наружной поверхности заготовки с максимальным диаметром и внутренней поверхности заготовки с минимальным диаметром. На наружную поверхность заготовки с максимальным диаметром и внутреннюю поверхность заготовки с минимальным диаметром наносили слои никеля толщиной 15 мкм. Трубные заготовки с нанесенным никелевым покрытием собирали в пакет, вставляя заготовки последовательно одна в другую и подвергали гофрированию на прессе в один переход. Процесс осуществляли при давлении 145 атм. Сформованный сильфон подвергали термообработке. Его нагревали в печи до температуры 1000oC в атмосфере аргона и после выдержки охлаждали потоком аргона.
После каждой операции вытяжки и после гофрирования проводили контроль по выявлению трещин методом капиллярной дефектоскопии. На всех этапах контроля трещины на стенках заготовок и сгофрированного сильфона не обнаружены. Не обнаружены трещины и в сварном шве после приварки сильфона к арматуре. Изготовленные описанным выше способом сильфоны после их приварки к арматуре были подвергнуты испытанию на длительную прочность в высокотемпературном потоке газовой среды, содержащей до 80% кислорода. Испытания показали, что потеря прочностных свойств конструкции происходила позже, чем установлено нормой, а именно через 4 часа, при норме не менее 3 часов.
Пример 2
Четыре трубные заготовки из никелевого сплава с такими же, что и в примере 1, легирующими добавками, толщиной 1,0 мм и диаметром 165 мм подвергали вытяжке с помощью пуансона с коэффициентом вытяжки 0,693. Полученные заготовки термообрабатывали по технологии, описанной в примере 1. Операции вытяжки и термообработки чередовали 15 раз до получения заготовок длиной 550 мм, диаметром 88, 85, 82 и 79 мм соответственно, и толщиной стенки - 0,16 мм. Температура нагрева и выдержки при термообработке составляла 1130oC. Отформованные заготовки покрывали слоем никеля, который наносили на периферийные участки поверхностей так, как описано в примере 1. Собранные в пакет заготовки подвергали гофрированию на прессе в один переход. Процесс осуществляли при давлении 145 атм. Сформованный сильфон подвергали термообработке по режиму, описанному выше.
Четыре трубные заготовки из никелевого сплава с такими же, что и в примере 1, легирующими добавками, толщиной 1,0 мм и диаметром 165 мм подвергали вытяжке с помощью пуансона с коэффициентом вытяжки 0,693. Полученные заготовки термообрабатывали по технологии, описанной в примере 1. Операции вытяжки и термообработки чередовали 15 раз до получения заготовок длиной 550 мм, диаметром 88, 85, 82 и 79 мм соответственно, и толщиной стенки - 0,16 мм. Температура нагрева и выдержки при термообработке составляла 1130oC. Отформованные заготовки покрывали слоем никеля, который наносили на периферийные участки поверхностей так, как описано в примере 1. Собранные в пакет заготовки подвергали гофрированию на прессе в один переход. Процесс осуществляли при давлении 145 атм. Сформованный сильфон подвергали термообработке по режиму, описанному выше.
Был проведен контроль по выявлению трещин после каждой операции вытяжки, после гофрирования пакета заготовок и после приварки сильфона к арматуре. Трещины на стенках заготовок сильфона, а также сварном шве не обнаружены. Испытания на длительную прочность проводили аналогично примеру 1. Потеря прочностных свойств происходила позже чем через 4,5 часа, при норме не менее 3 часов.
Таким образом, указанный технический результат был достигнут за счет использования в способе сочетания термической обработки как трубных заготовок, так и сильфона и нанесения защитного покрытия на его стенки.
Claims (8)
1. Способ изготовления многослойных тонкостенных сильфонов, включающий формирование трубных заготовок, вытяжку за несколько операций каждой трубной заготовки до заданных размеров, сборку вытянутых трубных заготовок в пакет, гофрирование пакета с образованием сильфона и термическую обработку сильфона, отличающийся тем, что каждую трубную заготовку формируют из дисперсионно-твердеющего сплава на основе никеля, содержащего легирующие элементы, образующие упрочняющую фазу, после каждой операции вытяжки трубную заготовку нагревают до температуры 1000 - 1130oC, выдерживают ее в защитной среде при указанной температуре до полного растворения упрочняющей фазы в сплаве, охлаждают трубную заготовку до температуры окончания фазового превращения в сплаве с повторением указанных операций вытяжки, нагрева, выдержки и охлаждения до достижения каждой трубной заготовкой заданных размеров, а термическую обработку сильфона ведут путем нагрева до температуры 1000 - 1130oC, выдержки сильфона в защитной среде при этой температуре до полного растворения упрочняющей фазы в сплаве и последующем охлаждении до температуры окончания фазового превращения в сплаве.
2. Способ изготовления тонкостенных сильфонов по п.1, отличающийся тем, что в качестве защитной среды используют разряженную воздушную среду при давлении 1 · 10-4 - 1 · 10-3 мм рт.ст.
3. Способ изготовления тонкостенных сильфонов по п.1, отличающийся тем, что охлаждение трубной заготовки и сильфона ведут в потоке инертного газа.
4. Способ изготовления тонкостенных сильфонов по п.3., отличающийся тем, что в качестве инертного газа используют аргон.
5. Способ изготовления тонкостенных сильфонов по п.1 и 3, отличающийся тем, что в качестве защитной среды применяют инертный газ.
6. Способ изготовления тонкостенных сильфонов по п.5, отличающийся тем, что в качестве инертного газа используют аргон.
7. Способ изготовления тонкостенных сильфонов по п.1, отличающийся тем, что в качестве легирующих элементов применяют элементы: ниобий, титан, вольфрам, молибден.
8. Способ изготовления тонкостенных сильфонов по пп.1 и 8, отличающийся тем, что перед гофрированием на периферийные участки наружной и внутренней поверхностей каждой вытянутой трубной заготовки наносят слой никелевого покрытия толщиной 5 - 15 мкм.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99102069/02A RU2164188C2 (ru) | 1999-02-04 | 1999-02-04 | Способ изготовления многослойных тонкостенных сильфонов |
| US09/391,192 US6202281B1 (en) | 1999-02-04 | 1999-09-07 | Method for producing multilayer thin-walled bellows |
| DE69913478T DE69913478T2 (de) | 1999-02-04 | 1999-09-10 | Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen dünnwandigen Balges |
| EP99117845A EP1025919B1 (en) | 1999-02-04 | 1999-09-10 | Method for producing multilayer thin-walled bellows |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99102069/02A RU2164188C2 (ru) | 1999-02-04 | 1999-02-04 | Способ изготовления многослойных тонкостенных сильфонов |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99102069A RU99102069A (ru) | 2000-12-27 |
| RU2164188C2 true RU2164188C2 (ru) | 2001-03-20 |
Family
ID=20215401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99102069/02A RU2164188C2 (ru) | 1999-02-04 | 1999-02-04 | Способ изготовления многослойных тонкостенных сильфонов |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6202281B1 (ru) |
| EP (1) | EP1025919B1 (ru) |
| DE (1) | DE69913478T2 (ru) |
| RU (1) | RU2164188C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2510810C1 (ru) * | 2013-02-05 | 2014-04-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Промтехнология" | Способ обработки сопрягаемых и торцевых поверхностей ствольной коробки стрелкового оружия под взаимодействие с сопрягаемыми и торцевыми поверхностями затвора |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1166912B1 (en) * | 2000-06-16 | 2004-11-03 | Nhk Spring Co., Ltd. | Method of manufacturing metallic bellows |
| US7708028B2 (en) * | 2006-12-08 | 2010-05-04 | Praxair Technology, Inc. | Fail-safe vacuum actuated valve for high pressure delivery systems |
| CN112901679B (zh) * | 2021-02-06 | 2022-10-11 | 花园金波科技股份有限公司 | 一种液力缓速器用波纹管及其制造方法 |
Family Cites Families (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US279112A (en) | 1883-06-05 | woodwabd | ||
| GB495562A (en) * | 1936-02-14 | 1938-11-14 | Chatillon & Sons John | A new or improved alloy, method of making same and articles manufactured therefrom |
| GB714852A (en) * | 1951-07-18 | 1954-09-01 | Millar John Humphrey | Improvements in and relating to flexible metal tubes and bellows |
| US2797112A (en) | 1953-07-22 | 1957-06-25 | Solar Aircraft Co | Plural layer bellows |
| US3429160A (en) * | 1965-08-13 | 1969-02-25 | James W Banks | Method and apparatus for forming metal bellows expansion joints |
| US3782156A (en) | 1971-01-25 | 1974-01-01 | Master Products Mfg Co | Stacked bellows and apparatus and method for manufacturing the same |
| US4041969A (en) * | 1975-04-08 | 1977-08-16 | Union Carbide Corporation | Apparatus for controlling the volumetric ratio between mixed gases |
| US4046596A (en) * | 1975-06-27 | 1977-09-06 | American Optical Corporation | Process for producing spectacle frames using an age-hardenable nickel-bronze alloy |
| US4070887A (en) * | 1976-11-01 | 1978-01-31 | Tube Machinery Corporation | Roll former for tube mill |
| US4116723A (en) * | 1976-11-17 | 1978-09-26 | United Technologies Corporation | Heat treated superalloy single crystal article and process |
| US4359349A (en) * | 1979-07-27 | 1982-11-16 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Method for heat treating iron-nickel-chromium alloy |
| US6054096A (en) * | 1982-12-27 | 2000-04-25 | United Technologies Corporation | Stable heat treatable nickel superalloy single crystal articles and compositions |
| SU1292870A1 (ru) * | 1985-01-21 | 1987-02-28 | Предприятие П/Я А-3700 | Способ изготовлени металлических сильфонов |
| JPS61220359A (ja) * | 1985-03-26 | 1986-09-30 | Hitachi Ltd | 半導体モジユ−ル冷却構造体 |
| US4796632A (en) * | 1986-08-11 | 1989-01-10 | General Electric Company | Standoff adapter for ultrasound probe |
| FR2671844B1 (fr) * | 1991-01-17 | 1994-12-30 | Eg G | Soufflet a ondes courbes. |
| US5244515A (en) * | 1992-03-03 | 1993-09-14 | The Babcock & Wilcox Company | Heat treatment of Alloy 718 for improved stress corrosion cracking resistance |
| US5250172A (en) * | 1992-08-05 | 1993-10-05 | Vargas Gutierrez Gregorio | Method to fabricate metallic containers by electroplating for use in hot isostatic pressing of metallic and/or ceramic powders |
| US5413752A (en) * | 1992-10-07 | 1995-05-09 | General Electric Company | Method for making fatigue crack growth-resistant nickel-base article |
| US5665180A (en) * | 1995-06-07 | 1997-09-09 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Method for hot rolling single crystal nickel base superalloys |
| DE69800263T2 (de) * | 1997-01-23 | 2001-02-08 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Nickelbasis Legierung aus stengelförmigen Kristallen mit guter Hochtemperaturbeständigkeit gegen interkristalline Korrosion, Verfahren zur Herstellung der Legierung, grosses Werkstück, sowie Verfahren zur Herstellung eines grossen Werkstückes aus dieser Legierung |
| DE19741637A1 (de) * | 1997-09-22 | 1999-03-25 | Asea Brown Boveri | Verfahren zum Schweissen von aushärtbaren Nickel-Basis-Legierungen |
-
1999
- 1999-02-04 RU RU99102069/02A patent/RU2164188C2/ru not_active IP Right Cessation
- 1999-09-07 US US09/391,192 patent/US6202281B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-09-10 DE DE69913478T patent/DE69913478T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-09-10 EP EP99117845A patent/EP1025919B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2510810C1 (ru) * | 2013-02-05 | 2014-04-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Промтехнология" | Способ обработки сопрягаемых и торцевых поверхностей ствольной коробки стрелкового оружия под взаимодействие с сопрягаемыми и торцевыми поверхностями затвора |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6202281B1 (en) | 2001-03-20 |
| DE69913478D1 (de) | 2004-01-22 |
| EP1025919A3 (en) | 2002-06-12 |
| EP1025919B1 (en) | 2003-12-10 |
| EP1025919A2 (en) | 2000-08-09 |
| DE69913478T2 (de) | 2004-09-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4966748A (en) | Methods of producing clad metals | |
| EP0372999B1 (en) | Process for manufacturing clad metal tubing | |
| EP0283877B1 (en) | Method of producing clad metal tubes. | |
| EP1436116B1 (en) | Method of manufacturing composite billet for production of clad piping and tubing | |
| WO1999051370A1 (en) | Clad tubular product and method of manufacturing same | |
| US4977034A (en) | Process for coextrusion billets with multiple metallic cylindrical layers by hot isostatic pressing and product | |
| RU2164188C2 (ru) | Способ изготовления многослойных тонкостенных сильфонов | |
| US4995548A (en) | Preparation process for coextrusion billets with multiple metallic cylindrical layers | |
| EP0916420B1 (en) | Method of fabricating metal pipe from weldable and ductile metals | |
| RU2157415C1 (ru) | Способ изготовления многослойных тонкостенных сильфонов из нержавеющей стали | |
| JPH0454527B2 (ru) | ||
| RU2610653C1 (ru) | Способ изготовления металлических и композиционных заготовок из листовых материалов | |
| JPH01202A (ja) | 表面被覆金属の製造方法 | |
| JPH0375601B2 (ru) | ||
| JP2580099B2 (ja) | 熱間静水圧プレス方法 | |
| JPH04365817A (ja) | 表面被覆金属の製造方法 | |
| JPH0726189B2 (ja) | 表面被覆金属の製造方法 | |
| EP0454911A1 (en) | A preparation process for coextrusion billets with multiple metallic cylindrical layers | |
| JPH05237538A (ja) | 表面被覆金属の製造方法 | |
| JPH05295407A (ja) | 二重管の製造方法 | |
| CN114433634A (zh) | 一种钛合金管材的制造方法 | |
| JPH0730364B2 (ja) | 表面被覆金属の製造方法 | |
| SU1227696A1 (ru) | Способ изготовлени многослойных труб | |
| JPH0790329A (ja) | 表面被覆金属の製造方法 | |
| JPH07214145A (ja) | 肉厚細径管とその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090205 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20100627 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180205 |