RU2352417C2 - Pressing method of profiles and matrix for implementation of current method - Google Patents
Pressing method of profiles and matrix for implementation of current method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2352417C2 RU2352417C2 RU2006136851/02A RU2006136851A RU2352417C2 RU 2352417 C2 RU2352417 C2 RU 2352417C2 RU 2006136851/02 A RU2006136851/02 A RU 2006136851/02A RU 2006136851 A RU2006136851 A RU 2006136851A RU 2352417 C2 RU2352417 C2 RU 2352417C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- matrix
- pressing
- conical cavity
- working
- radial
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Extrusion Of Metal (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при производстве профилей, преимущественно прутков, методом горячего прессования из труднодеформируемых материалов, в частности из титановых сплавов, и конструкциям прессового инструмента.The invention relates to the field of metal forming and can be used in the manufacture of profiles, mainly rods, by hot pressing from difficult to deform materials, in particular from titanium alloys, and to the construction of a pressing tool.
Качество профилей из труднодеформируемых сплавов во многом зависит от степени деформации и равномерности ее распределения по объему заготовки.The quality of profiles of hard-deformed alloys largely depends on the degree of deformation and the uniformity of its distribution over the volume of the workpiece.
Известен способ пластического структурообразования высокопрочных материалов, включающий многократное выдавливание и осадку заготовки с сохранением ее первоначальной формы и размеров после каждого цикла деформации, при этом в каждом последующем цикле деформации сначала производят выдавливание части заготовки через рабочий поясок матрицы, выдавливание прекращают, осаживают выдавленную часть заготовки, затем повторяют поочередно выдавливание части заготовки и ее осадку до тех пор, пока вся заготовка не будет продеформирована, при этом длина выдавленной части ограничена 2,5 диаметрами рабочего пояска матрицы (RU 2116155, B21J 5/00, 27.07.98 г.). Данный способ обеспечивает возможность формирования заданной равномерной структуры металла по всему телу заготовки. Форма и размеры заготовки при этом не меняются.A known method of plastic structuring of high-strength materials, including repeated extrusion and sediment of the workpiece with preservation of its original shape and size after each cycle of deformation, with each subsequent cycle of deformation, first extrude part of the preform through the working belt of the matrix, stop extruding, precipitate the extruded part of the preform, then, alternately extruding part of the preform and its upset is repeated until the entire preform is deformed, at m length embossed portion bounded 2.5 diameters running web matrix (RU 2116155, B21J 5/00, 27.07.98 g). This method provides the ability to form a given uniform metal structure throughout the body of the workpiece. The shape and size of the workpiece does not change.
Данный способ применим только для изделий, имеющих ограниченные геометрические размеры, малопроизводителен и требует дополнительных технологических операций для изменения геометрической формы изделий.This method is applicable only to products with limited geometric dimensions, is inefficient and requires additional technological operations to change the geometric shape of the products.
Известен способ получения металлических прутков экструдированием заготовки через матрицу, содержащую заходную часть, формирующую часть со спиральными канавками и калибрующий поясок, при этом на заходной части матрицы выполнены спиральные канавки с наклоном к образующей ее поверхности, противоположным наклону канавок формирующей части матрицы, при этом концы канавок заходной части смещены относительно начала канавок формирующей части (авторское свидетельство СССР №776692, кл. B21C 25/02, 1980) - прототип.There is a method of producing metal rods by extruding a billet through a matrix containing a lead-in, a forming part with spiral grooves and a calibrating girdle, while on the lead-in part of the matrix there are made spiral grooves with an inclination to its forming surface opposite to the inclination of the grooves of the forming part of the matrix, while the ends of the grooves the lead-in part is offset relative to the beginning of the grooves of the forming part (USSR author's certificate No. 776692, class B21C 25/02, 1980) - prototype.
Прессование через подобную матрицу обеспечивает достаточно высокий уровень сдвиговых деформаций, причем наиболее деформируемыми являются наружные зоны изделия, деформация к центральной части прутка уменьшается, где образуется недостаточная деформированная область, в которой сохраняются литейные дефекты заготовки. Следует учитывать, что подбор геометрической формы и количество канавок могут интенсифицировать деформацию наружных слоев прессуемого изделия в тангенциальном направлении, но слабо влияют на перемещение металла в его центральной части, что приводит к анизотропии свойств полосы в поперечном сечении.Pressing through such a matrix provides a sufficiently high level of shear deformations, the outer zones of the product being the most deformable, the deformation to the central part of the bar decreases, where an insufficiently deformed region is formed in which casting defects of the workpiece are preserved. It should be noted that the selection of the geometric shape and the number of grooves can intensify the deformation of the outer layers of the pressed product in the tangential direction, but have little effect on the movement of metal in its central part, which leads to anisotropy of the strip properties in the cross section.
Задачей изобретения является создание на стандартном оборудовании высокопроизводительного способа прессования металлических профилей, в котором обеспечивается получение в них равномерной мелкокристаллической структуры по всему объему изделия, с заданными физико-механическими свойствами.The objective of the invention is the creation on standard equipment of a high-performance method for pressing metal profiles, which ensures that they receive a uniform fine-crystalline structure throughout the volume of the product, with the specified physical and mechanical properties.
Техническим результатом, достигаемым при осуществлении изобретения, является повышение качества прессованных профилей за счет обеспечения равномерной деформационной проработки металла по сечению прессуемого изделия, в т ч. и его центральной части.The technical result achieved by the implementation of the invention is to improve the quality of extruded profiles by ensuring uniform deformation of the metal over the cross section of the extruded product, including its central part.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе прессования прутков, включающем подачу в контейнер цилиндрической заготовки, нагретой до температуры деформации, и выдавливание нагретого металла через рабочую полость матрицы, содержащую рабочую коническую полость и очко с калибрующим участком, при выдавливании металл, на участке рабочей конической полости, дополнительно подвергается радиально-сдвиговой деформации посредством, по крайней мере, одного цикла, включающего отклонения оси прессования в рабочей полости матрицы на угол, равный 5-30°, и возвращение ее в исходное положение.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of pressing rods, comprising feeding a cylindrical billet heated to a strain temperature into the container, and extruding the heated metal through the working cavity of the matrix containing the working conical cavity and a point with a calibrating section, when extruding metal, on the working section conical cavity, is additionally subjected to radial-shear deformation by means of at least one cycle, including deviations of the pressing axis in the working cavity of the matrix tsy at an angle equal to 5-30 °, and its return to its original position.
Для интенсификации процесса проработки структуры металла радиально-сдвиговая деформация осуществляется рядом последовательных циклов отклонения оси прессования в рабочей полости матрицы в нескольких направлениях, повернутых относительно друг друга на угол φ, равный ,To intensify the process of developing the metal structure, radial-shear deformation is carried out by a series of successive cycles of deviation of the pressing axis in the working cavity of the matrix in several directions, rotated relative to each other by an angle φ equal to ,
где n - количество циклов радиально-сдвиговой деформации.where n is the number of cycles of radial shear deformation.
Для реализации поставленной задачи предложена матрица для прессования, включающая рабочую коническую полость матрицы и очко с калибрующим участком, отличающаяся тем, что рабочая коническая полость содержит, по крайней мере, один участок радиально-сдвиговой деформации, состоящий из двух последовательно расположенных конусных поверхностей, центральные оси которых расположены в одной плоскости и отклонены в противоположных направлениях относительно оси матрицы.To accomplish this task, a pressing matrix is proposed that includes a working conical cavity of the matrix and a point with a calibrating section, characterized in that the working conical cavity contains at least one section of radial-shear deformation, consisting of two conical surfaces located in series, central axes which are located in the same plane and rejected in opposite directions relative to the axis of the matrix.
Для более глубокой проработки структуры металла рабочая коническая полость может содержать ряд участков, состоящих из двух последовательно расположенных конусных поверхностей и повернутых относительно друг друга на угол φ, равный ,For a deeper study of the metal structure, the working conical cavity may contain a number of sections consisting of two consecutive conical surfaces and rotated relative to each other by an angle φ equal to ,
где n - количество участков.where n is the number of plots.
На фиг.1 представлен эскиз матрицы (боковое сечение), гдеFigure 1 presents a sketch of the matrix (side section), where
1 - рабочая коническая полость;1 - working conical cavity;
2 - первая конусная поверхность участка радиально-сдвиговой деформации;2 - the first conical surface of the radial-shear strain section;
3 - вторая конусная поверхность участка радиально-сдвиговой деформации;3 - the second conical surface of the radial-shear strain section;
4 - очко матрицы;4 - matrix point;
5 - выходной участок.5 - output section.
На фиг.2 - микроструктура образца прутка из титанового сплава Gr2, изготовленного известным способом.Figure 2 - microstructure of a sample of a rod from a titanium alloy Gr2 made in a known manner.
На фиг.3 - микроструктура образца прутка из титанового сплава Gr2, изготовленного по предложенному способу.Figure 3 - microstructure of a sample of a rod of titanium alloy Gr2, manufactured by the proposed method.
Матрица для прессования профилей содержит рабочую коническую полость 1, по крайней мере, один участок радиально-сдвиговой деформации, состоящий из первой конусной поверхности 2 и второй конусной поверхности 3, центральные оси которых расположены в одной плоскости и отклонены в противоположных направлениях относительно оси прессования на углы, равные 5-30°.The profile pressing matrix comprises a working conical cavity 1, at least one section of radial-shear deformation, consisting of a first conical surface 2 and a second conical surface 3, the central axes of which are located in the same plane and are angled in opposite directions relative to the axis of pressing equal to 5-30 °.
Такое конструктивное решение позволяет в процессе прессования ввести дополнительные сдвиговые деформации за счет сдвигового смещения материала заготовки в деформирующем рабочем коническом участке матрицы. Угол отклонения менее 5° не обеспечивает равномерную проработку центральных и периферийных слоев заготовки, что приводит к анизотропии свойств полосы в поперечном сечении. Увеличение углов наклона конусных поверхностей участка радиально-сдвиговой деформации более 30° приведет к срезу внешних слоев заготовки и, соответственно, к образованию застойных зон, заполненных материалом заготовки. Уровень сдвиговых деформаций в данном случае будет определяться не профилем матрицы, а профилем застойных зон, в результате чего они локализуются на поверхностных слоях деформируемого материала, приводя к анизотропии механических свойств.Such a constructive solution allows introducing additional shear deformations during the pressing process due to the shear displacement of the workpiece material in the deforming working conical section of the matrix. An angle of deviation of less than 5 ° does not provide a uniform study of the central and peripheral layers of the workpiece, which leads to anisotropy of the strip properties in the cross section. An increase in the angle of inclination of the conical surfaces of the radial-shear strain section of more than 30 ° will lead to a cut of the outer layers of the workpiece and, accordingly, to the formation of stagnant zones filled with the workpiece material. The level of shear deformations in this case will be determined not by the matrix profile, but by the profile of the stagnant zones, as a result of which they are localized on the surface layers of the material being deformed, leading to anisotropy of the mechanical properties.
Пример осуществленияImplementation example
Процесс прессования осуществляется со смазкой контейнера пресса, деформирующего конуса и рабочего пояска матрицы. Полученную заготовку, нагретую до заданной температуры, помещают в контейнер пресса, под воздействием давления, приложенного на пресс-штемпель, материал заготовки заполняет рабочую коническую полость 1 и участок радиально-сдвиговой деформации, состоящий из конусных поверхностей 2 и 3, при этом происходит радиально-сдвиговая деформация во всем объеме заготовки. Это обеспечивается благодаря изменению направления движения металла в конусных поверхностях участка радиально-сдвиговой деформации, а также минимальным силам трения в начальный момент за счет введения смазки. На следующем этапе материал заготовки через очко матрицы 4 выпрессовывается в форме профиля заданных размеров. Дальнейший процесс прессования проходит в стационарном режиме.The pressing process is carried out with the lubrication of the press container, the deforming cone and the working belt of the matrix. The resulting workpiece, heated to a predetermined temperature, is placed in the press container, under the influence of pressure applied to the press stamp, the workpiece material fills the working conical cavity 1 and the section of radial-shear deformation, consisting of conical surfaces 2 and 3, while shear deformation in the entire volume of the workpiece. This is ensured by changing the direction of movement of the metal in the conical surfaces of the section of radial-shear deformation, as well as the minimum friction forces at the initial moment due to the introduction of lubricant. At the next stage, the workpiece material is extruded through a matrix point 4 in the form of a profile of predetermined dimensions. The further pressing process takes place in a stationary mode.
При использовании нескольких радиально-сдвиговых деформаций происходит дополнительный сдвиг и выравнивание скоростей истечения как внешних, так и внутренних слоев заготовки, что обеспечивает значительную всестороннюю и равномерную проработку заготовки и, как следствие, высокое качество изделия в термообработанном состоянии.When using several radial-shear deformations, an additional shear and alignment of the flow rates of both the external and internal layers of the workpiece occur, which provides a significant comprehensive and uniform study of the workpiece and, as a result, high quality of the product in the heat-treated state.
Для оценки сравнительных результатов были проведены эксперименты по прессованию прутков диаметром 133 мм из сплава Gr2 с применением предлагаемой и известной матриц.To evaluate the comparative results, experiments were carried out on pressing bars with a diameter of 133 mm from Gr2 alloy using the proposed and known dies.
Угол отклонения конусных поверхностей участка радиально-сдвиговой деформации составил порядка 18°.The deviation angle of the conical surfaces of the radial-shear strain section was about 18 °.
Прессование проводили на горизонтальном гидравлическом прессе усилием 3150 тс с диаметром контейнера Dк=280 мм, диаметром заготовки Dз=275 мм. Температура нагрева заготовок перед деформированием Тз=830°С, контейнера Тк=400°С. Таким образом, по двум технологическим схемам были отпрессованы прутки, из которых были изготовлены образцы.Pressing was carried out on a horizontal hydraulic press with a force of 3150 tf with a container diameter D k = 280 mm and a workpiece diameter D z = 275 mm. The temperature of the workpieces before deformation T s = 830 ° C, the container T to = 400 ° C. Thus, according to two technological schemes, the rods were pressed, from which the samples were made.
На фиг.2 видна непроработанная структура, расположенная в центральной части прутка (известный способ), где в отличие от структуры на фиг.3 (предлагаемый способ) сформирована высокооднородная мелкозернистая макроструктура по всему сечению прутка.Figure 2 shows the untreated structure located in the central part of the bar (known method), where, in contrast to the structure in figure 3 (the proposed method), a highly homogeneous fine-grained macrostructure is formed over the entire cross section of the bar.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет получать прессованные прутки из труднодеформируемых сплавов с повышенными механическими свойствами и низкой анизотропией свойств по всему сечению профиля. Процесс не требует конструктивных изменений традиционного оборудования.Thus, the present invention allows to obtain extruded rods from hardly deformable alloys with improved mechanical properties and low anisotropy of properties over the entire cross section of the profile. The process does not require design changes to traditional equipment.
Claims (4)
,
где n - количество направлении радиально-сдвиговой деформации.2. The method according to claim 1, characterized in that the radial-shear deformation is performed by a series of successive cycles with a deviation of the pressing axis in the working conical cavity of the matrix in several directions, rotated by an angle
,
where n is the amount of direction of radial shear strain.
,
где n - количество участков. 4. The matrix according to claim 3, characterized in that the working conical cavity contains a number of sections consisting of two conically arranged conical surfaces and rotated relative to each other by an angle
,
where n is the number of plots.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006136851/02A RU2352417C2 (en) | 2006-10-17 | 2006-10-17 | Pressing method of profiles and matrix for implementation of current method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006136851/02A RU2352417C2 (en) | 2006-10-17 | 2006-10-17 | Pressing method of profiles and matrix for implementation of current method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006136851A RU2006136851A (en) | 2008-04-27 |
RU2352417C2 true RU2352417C2 (en) | 2009-04-20 |
Family
ID=39452642
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006136851/02A RU2352417C2 (en) | 2006-10-17 | 2006-10-17 | Pressing method of profiles and matrix for implementation of current method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2352417C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2526346C1 (en) * | 2013-03-26 | 2014-08-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Method of billets extrusion |
RU2634821C2 (en) * | 2012-07-27 | 2017-11-03 | Смс Груп Гмбх | Method for direct or reverse pressing of metal pipes, mandrel for pressing of metal pipes, press for extrusion of metal pipes and extruded metal pipe |
RU2683676C2 (en) * | 2014-06-13 | 2019-04-01 | Лаксфер Гэс Силиндерз Лимитед | Method and device for making press pumps for fluid media |
-
2006
- 2006-10-17 RU RU2006136851/02A patent/RU2352417C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2634821C2 (en) * | 2012-07-27 | 2017-11-03 | Смс Груп Гмбх | Method for direct or reverse pressing of metal pipes, mandrel for pressing of metal pipes, press for extrusion of metal pipes and extruded metal pipe |
US10906077B2 (en) | 2012-07-27 | 2021-02-02 | Sms Group Gmbh | Direct or indirect metal pipe extrusion process, mandrel for extruding metal pipes, metal pipe extruder and extruded metal pipe |
RU2526346C1 (en) * | 2013-03-26 | 2014-08-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Method of billets extrusion |
RU2683676C2 (en) * | 2014-06-13 | 2019-04-01 | Лаксфер Гэс Силиндерз Лимитед | Method and device for making press pumps for fluid media |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006136851A (en) | 2008-04-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6212118B2 (en) | Austenitic steel high-strength rod production method and rod produced by the method | |
KR100397266B1 (en) | Method and apparatus for fine particle formation | |
KR20090115471A (en) | Method and apparatus for the grain refinement of tube-shaped metal material using the ECAE process | |
CN108326041B (en) | Equidistant rolling method for spiral conical rollers of large-size titanium alloy ultrafine-grained bar | |
JP6864955B2 (en) | How to make bars from titanium alloys | |
RU2352417C2 (en) | Pressing method of profiles and matrix for implementation of current method | |
RU2329108C2 (en) | Method of metals pressing and device for its implementation | |
CN108453130A (en) | The roll spacings milling method such as helical tapered roll of large-sized aluminium alloy ultra fine grained steel bar | |
CN106180235A (en) | A kind of device utilizing access ramp technology to prepare thin grained magnesium alloy | |
CN106862863A (en) | A kind of preparation processing method of the ultra-thin titanium alloy shell of great diameter and long | |
RU2602936C2 (en) | Method of extrusion parts such as glasses and device for its implementation | |
RU2116155C1 (en) | Method for plastic structurization of high-strength materials | |
RU2255823C1 (en) | Aluminum alloy rectangular shape pressing out method and die for performing the same | |
RU2456111C1 (en) | Method of forming ultra-fine-grained structure in billets from metal and alloys | |
RU2519078C1 (en) | Method of combined casting, rolling and forming and device to this end | |
RU2313412C2 (en) | Large-diameter accurate tube of aluminum alloys producing method and tube formed by such method | |
RU2638473C2 (en) | Method of reverse screw pressing (rsp) and comprehensive screw pressing (csp) | |
RU2167020C1 (en) | Ball production method | |
RU2686704C1 (en) | Method of producing long-axis articles | |
RU2412770C1 (en) | Method of producing tubular billet with uniform structure | |
RU2659558C2 (en) | Method of producing a workpiece with a fine-grained structure and a device for carrying it out | |
RU2502574C2 (en) | Method of forging bellows form tube billets | |
RU2288803C1 (en) | Method for forging ingots in forging apparatus with four strikers | |
JP7188234B2 (en) | Cylindrical structure, manufacturing method and manufacturing apparatus for cylindrical structure | |
RU2697114C1 (en) | Method of making rod-shaped parts with a head |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201018 |