RU2238817C2 - Method for manufacture of bolts from low thermal conductivity metals - Google Patents
Method for manufacture of bolts from low thermal conductivity metals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2238817C2 RU2238817C2 RU2000116768/02A RU2000116768A RU2238817C2 RU 2238817 C2 RU2238817 C2 RU 2238817C2 RU 2000116768/02 A RU2000116768/02 A RU 2000116768/02A RU 2000116768 A RU2000116768 A RU 2000116768A RU 2238817 C2 RU2238817 C2 RU 2238817C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- forming
- bolt
- workpiece
- head
- blank
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Forging (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам производства крепежных деталей с головками, например, из титановых сплавов, и может быть использовано в машиностроении и авиационной технике.The invention relates to the processing of metals by pressure, and in particular to methods for the production of fasteners with heads, for example, from titanium alloys, and can be used in mechanical engineering and aircraft.
В области обработки металлов давлением известен способ изготовления изделий, преимущественно крепежных, из труднодеформируемых малопластичных титановых сплавов, заключающийся в гидрировании заготовки и ее деформировании в нагретом состоянии путем выдавливания заготовки из (α+β)-титановых сплавов при температуре на 20°-50°С выше температуры начала рекристаллизации гидрированного сплава, после чего проводят вакуумный отжиг, совмещенный с рекристаллизационным отжигом, при температуре на 10°-100°С ниже температуры (α+β)→β перехода (а.с. №1821009, МПК B 21 J 5/06, опубл. 20.07.95). Недостатками данного способа являются сложность процесса и невозможность получения диаметра головок больше, чем (1,8...2) диаметра стержневой части заготовки болта.In the field of metal forming, there is a known method of manufacturing products, mainly fasteners, from hardly deformable low-plastic titanium alloys, which consists in hydrogenating a workpiece and deforming it in a heated state by extruding a workpiece from (α + β) -titanium alloys at a temperature of 20 ° -50 ° C above the temperature of the onset of recrystallization of the hydrogenated alloy, followed by vacuum annealing, combined with recrystallization annealing, at a temperature of 10 ° -100 ° C below the temperature of the (α + β) → β transition (AS No. 18210 09, IPC B 21
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ изготовления болтов из титановых сплавов, включающий отжиг, скоростной нагрев до температуры закалки, закалку в воде, горячее формообразование головки болта, охлаждение на воздухе и старение, а нагрев при старении проводят со скоростью 120°±10°С до температуры 780°±10°С, горячее формообразование головки болта осуществляют после старения при температуре, не превышающей температуру старения (а.с. №1233523, МПК C 22 F 1/18, опубл. 20.05.97). Недостатками этого способа являются сложность (или невозможность) подбора параметров процесса для сплавов, отличающихся от сплава ВТ16, невозможность получения диаметра головок больше, чем (1,8...2) диаметра стержневой части заготовки болта.The closest in technical essence to the claimed method is a method of manufacturing bolts of titanium alloys, including annealing, rapid heating to a quenching temperature, quenching in water, hot shaping of the bolt head, cooling in air and aging, and heating during aging is carried out at a speed of 120 ° ± 10 ° C to a temperature of 780 ° ± 10 ° C, hot shaping of the bolt head is carried out after aging at a temperature not exceeding the aging temperature (AS No. 1233523, IPC C 22 F 1/18, publ. 20.05.97). The disadvantages of this method are the difficulty (or impossibility) of the selection of process parameters for alloys other than VT16 alloy, the inability to obtain a head diameter greater than (1.8 ... 2) the diameter of the core part of the bolt blank.
Задачей, решаемой с помощью настоящего изобретения, является увеличение технологически допустимого отношения диаметра (или массы) головки к диаметру (или массе) стержневой части болта, повышение стабильности механических свойств болтов, повышение циклической стойкости болтов.The problem solved by the present invention is to increase the technologically permissible ratio of the diameter (or weight) of the head to the diameter (or weight) of the shaft part of the bolt, increase the stability of the mechanical properties of the bolts, increase the cyclic resistance of the bolts.
При использовании настоящего изобретения достигаются следующие технические результаты:When using the present invention, the following technical results are achieved:
- повысилось технологически допустимое отношение диаметра головки к диаметру стержневой части болта;- increased technologically permissible ratio of the diameter of the head to the diameter of the rod part of the bolt;
- повысилась стабильность механических свойств болтов;- increased stability of the mechanical properties of the bolts;
- повысилась циклическая стойкость;- increased cyclic resistance;
- повысилась производительность процесса;- increased productivity of the process;
- повысился коэффициент использования материала.- increased utilization of the material.
Для решения поставленной задачи и достижения указанного технического результата в известном способе изготовления болтов из титанового сплава, заключающемся в нагреве исходной заготовки до температуры формообразования и горячем формообразовании, согласно изобретению формообразование производят по вертикальной схеме, стержень формуют до формовки головки болта путем экструзии, металл направляют в экструдивную головку по воронкообразной поверхности, давление на заготовку осуществляют через пресс-шайбу, оставляя при этом в контейнере часть заготовки для последующего оформления головки.To solve the problem and achieve the technical result in a known method of manufacturing bolts of titanium alloy, which consists in heating the initial billet to the temperature of forming and hot forming, according to the invention, the forming is carried out in a vertical manner, the rod is formed before molding the head of the bolt by extrusion, the metal is sent to extruding head on a funnel-shaped surface, the pressure on the workpiece is carried out through a press washer, while leaving it in the container part of the workpiece for subsequent head design.
Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что горячее формообразование производят по вертикальной схеме, стержень болта получают путем экструзии, направляют металл по воронкообразной поверхности в экструдерную головку, давление на заготовку осуществляют через пресс-шайбу, а для формообразования головки болта в контейнере экструдера оставляют часть заготовки для последующего ее формообразования. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения “новизна”.A comparative analysis of the proposed solution with the prototype shows that the claimed method differs from the known one in that the hot forming is carried out in a vertical manner, the bolt shaft is obtained by extrusion, the metal is directed along the funnel-shaped surface into the extruder head, the pressure on the workpiece is carried out through a press washer, and for the shaping of the bolt head in the container of the extruder leaves part of the workpiece for its subsequent shaping. Thus, the claimed method meets the criteria of the invention of “novelty”.
При анализе известных технических решений не выявлено способов, имеющих признаки, совпадающие с отличительными признаками заявляемого способа, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию “изобретательский уровень”.When analyzing the known technical solutions, no methods were found that have features that match the distinguishing features of the proposed method, which allows us to conclude that it meets the criterion of “inventive step”.
Применяя вертикальную схему формообразования, локализуют зону теплопотерь от заготовки на детали экструдера в области контакта нижней торцевой поверхности заготовки с пресс-шайбой, что предотвращает захолаживание боковой и верхней поверхностей заготовки перед началом экструзии, тем самым избегают впоследствии поверхностных дефектов в виде трещин, закатов, расслоений и сохраняют равномерную структуру. Формируя стержень методом экструзии, обеспечивают осенаправленную текстуру заготовки, тем самым повышают циклическую стойкость болта. Направляя металл в экструдерную головку по воронкообразной поверхности, обеспечивают плавное, равномерное истечение материала, что исключает поверхностные дефекты и неравномерность механических характеристик по объему заготовки. Осуществляя давление на заготовку через пресс-шайбу, получают безоблойную заготовку, тем самым повышают коэффициент использования металла и снижают трудоемкость, поскольку не требуется удаление облоя (торцевого заусенца). Оставляя в контейнере часть заготовки для последующей формовки головки болта, получают для последующей формовки головки исходно больший диаметр пресс-остатка, что позволяет при его последующей осадке получать значительно большие отношения диаметров головки и стержня, чем в известных способах.Using a vertical shaping scheme, the heat loss zone from the workpiece to the extruder parts is localized in the contact area of the lower end surface of the workpiece with the press washer, which prevents cooling of the side and upper surfaces of the workpiece before extrusion, thereby subsequently avoiding surface defects in the form of cracks, sunsets, delaminations and maintain a uniform structure. By forming the core by extrusion, they provide a directional texture of the workpiece, thereby increasing the cyclic resistance of the bolt. By directing the metal into the extruder head on a funnel-shaped surface, they provide a smooth, uniform outflow of material, which eliminates surface defects and uneven mechanical characteristics over the volume of the workpiece. By exerting pressure on the workpiece through the press washer, a blank-free workpiece is obtained, thereby increasing the metal utilization rate and reducing labor intensity, since removal of the burr (end burr) is not required. Leaving in the container part of the workpiece for the subsequent molding of the bolt head, an initial larger diameter of the press residue is obtained for the subsequent molding of the head, which allows for its subsequent upsetting to obtain significantly larger ratios of the diameters of the head and the rod than in the known methods.
Предлагаемый способ изготовления болтов реализован следующим образом.The proposed method of manufacturing bolts is implemented as follows.
Заготовку 1 (фиг.1) диаметром D=10...30 мм и высотой H=(1...10)D мм из титанового сплава ВТ-16 нагревают до температуры 50°...70°C ниже температуры фазового (α+β)→β перехода, а именно 770°...790°С, переносят в контейнер 2, не допуская охлаждения, и устанавливают на пресс-шайбе 3, опирающейся на пресс-штемпель 4; сверху к контейнеру прижимают экструдерную головку 5 (фиг.2) и пресс-штемпелем 4 перемещают пресс-шайбу 3 вверх со скоростью 0,05...0,20 м/с относительно контейнера и прижатой к нему экструдерной головки, выдавливая часть заготовки в канал экструдерной головки, а другую часть оставляя в контейнере и входной воронке экструдерной головки. После остывания заготовки в экструдере вокруг нее образуется тепловой зазор и она извлекается из экструдера, после чего процесс повторяется со следующей заготовкой. В процессе экструзии в объеме заготовки действуют напряжения всестороннего сжатия, что препятствует развитию трещин в материале заготовки, несмотря на высокую степень сдвиговой деформации материала. При вертикальной схеме экструдера заготовка остывает до начала экструдирования только через поверхность контакта с пресс-шайбой, т.е. только через поверхность, которая не подвержена формоизменению при экструзии, благодаря этому на боковой поверхности не образуется захоложенных областей, которые при их появлении приводили бы к образованию поверхностных дефектов на заготовке. Влияние захолаживания проявляется тем сильнее, чем меньше теплопроводность материала, т.к. тепло, потерянное с поверхности в материале с низкой теплопроводностью, не компенсируется подводом тепла из объема заготовки. Эти переохлажденные области поверхности имеют более высокую прочность, свойственную низким температурам, и при экструдировании либо вдавливаются в области горячего материала, производя повреждения, и (или) повреждают поверхность канала экструдера.Billet 1 (Fig. 1) with a diameter of D = 10 ... 30 mm and a height of H = (1 ... 10) D mm of VT-16 titanium alloy is heated to a temperature of 50 ° ... 70 ° C below the phase temperature ( α + β) → β transition, namely 770 ° ... 790 ° C, is transferred to the
Использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с существующим способом следующие преимущества:Using the proposed method provides, in comparison with the existing method, the following advantages:
- повышение производительности;- productivity increase;
- упрощение технологии за счет сокращения числа операций;- simplification of technology by reducing the number of operations;
- повышение циклической стойкости болта.- increase the cyclic resistance of the bolt.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000116768/02A RU2238817C2 (en) | 2000-06-29 | 2000-06-29 | Method for manufacture of bolts from low thermal conductivity metals |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000116768/02A RU2238817C2 (en) | 2000-06-29 | 2000-06-29 | Method for manufacture of bolts from low thermal conductivity metals |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2000116768A RU2000116768A (en) | 2003-02-10 |
RU2238817C2 true RU2238817C2 (en) | 2004-10-27 |
Family
ID=33536813
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000116768/02A RU2238817C2 (en) | 2000-06-29 | 2000-06-29 | Method for manufacture of bolts from low thermal conductivity metals |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2238817C2 (en) |
-
2000
- 2000-06-29 RU RU2000116768/02A patent/RU2238817C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Разработка технологического процесса изготовления болтов диаметром 8-16 мм из предварительно закаленного прутка титанового сплава ВТ-16. N-0-1918-3220-245. - М.: НИАТ, 1982. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106216952B (en) | A kind of wheel hub forging method | |
CN110586681B (en) | Extrusion forming die for cabin component | |
CN102581575A (en) | Fabrication process of hexagonal flange toothed bolt | |
US8256260B2 (en) | Near net shape forging process for compressor and turbine wheels and turbine spacer wheels | |
CN101780629B (en) | Production process of special shaped screw bolt | |
CN111438213B (en) | Large-deformation composite extrusion preparation method of magnesium alloy profile for vertical hydraulic press | |
CN106756212A (en) | The method that continuous casting even squeezes production precipitation strength type high-strength copper evanohm | |
CN108160961A (en) | A kind of method and device of gas auxiliary continuous casting and extrusion | |
CN106890917A (en) | Super large ratio of height to diameter steel billet upset forging process and equipment | |
CN112872261A (en) | Forging method of titanium alloy flange plate forge piece | |
CN114231825B (en) | High-carbon high-alloy steel product and preparation method thereof | |
CN113857283B (en) | Forming method of high-speed tool steel bar | |
CN107974652B (en) | A kind of extrusion shearing mold and manufacturing process for realizing magnesium alloy grains | |
CN207154432U (en) | A kind of extruding die for aluminum shaped material for cooling in mould | |
CN104138919A (en) | Cooling equipment of continuous extrusion equipment mold and cooling method thereof | |
RU2238817C2 (en) | Method for manufacture of bolts from low thermal conductivity metals | |
CN103302128B (en) | Method for processing high-multiple sunflower heat radiator aluminum section | |
CN105081243B (en) | Aluminum alloy wire continuous casting and rolling system | |
Luo et al. | Microstructure of aluminum/copper clad composite fabricated by casting-cold extrusion forming | |
CN101722204A (en) | Extrusion process for titanium alloy profile material | |
CN109304375B (en) | Multi-male-die step-by-step backward extrusion forming method | |
CN1310065A (en) | Hot forging and cold extruding formation process for pawl pole of automobile generator | |
CN106424185A (en) | Method for improving extrusion production efficiency of magnesium alloy | |
CN102059483B (en) | Production process for magnesium alloy extrusion soldering wire | |
CN109127756A (en) | A kind of extrusion die and magnesium alloy extrusion method of high-strength magnesium alloy |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050630 |