RU2457061C1 - Method of producing forgings - Google Patents

Method of producing forgings Download PDF

Info

Publication number
RU2457061C1
RU2457061C1 RU2011113106/02A RU2011113106A RU2457061C1 RU 2457061 C1 RU2457061 C1 RU 2457061C1 RU 2011113106/02 A RU2011113106/02 A RU 2011113106/02A RU 2011113106 A RU2011113106 A RU 2011113106A RU 2457061 C1 RU2457061 C1 RU 2457061C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
forging
workpiece
section
pass
ingot
Prior art date
Application number
RU2011113106/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Андреевич Лазоркин (UA)
Виктор Андреевич ЛАЗОРКИН
Original Assignee
Виктор Андреевич ЛАЗОРКИН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Виктор Андреевич ЛАЗОРКИН filed Critical Виктор Андреевич ЛАЗОРКИН
Application granted granted Critical
Publication of RU2457061C1 publication Critical patent/RU2457061C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Forging (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to metal forming and may be used in production of forgings from various steels, alloys and nonferrous metals at hydraulic forging presses. Press four-hammer forging device is used to forge ingot heated to its forging point. Forging includes roughing, broaching in several passes and gaging. Broaching is performed by quadrilateral reduction with additional metal macro shears in transverse plate at every pass. Every hammer has working section consisting of central and two lateral sections. The latter adjoin the former at obtuse angle. In broaching, multi-faceted cross-section billet is formed. In every new pass, billet is formed with cross-section turned relative to previous pass through 30-60°. At least in one pass, except for final one, unit reductions are performed. At this reductions, width of billet surface of contact with hammer exceeds width of hammer central section and is smaller than that of working section.
EFFECT: higher quality and efficiency.
9 cl, 3 dwg, 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к способам получения поковок из слитков и предварительно деформированных заготовок на ковочных комплексах, состоящих из гидравлических ковочных прессов с одним или двумя манипуляторами и оснащенных одним или несколькими четырехбойковыми ковочными устройствами.The invention relates to the field of metal forming, and in particular to methods for producing forgings from ingots and pre-deformed billets on forging complexes consisting of hydraulic forging presses with one or two manipulators and equipped with one or more four-sided forging devices.

Изобретение может быть использовано в машиностроительной и металлургической промышленности при изготовлении поковок из различных сталей, сплавов и цветных металлов в кузнечно-прессовых цехах, имеющих гидравлические ковочные прессы, оснащенные одним или несколькими четырехбойковыми ковочными устройствами.The invention can be used in the machine-building and metallurgical industries in the manufacture of forgings from various steels, alloys and non-ferrous metals in forging workshops having hydraulic forging presses equipped with one or more four-forging forging devices.

Известен способ изготовления поковок, включающий биллетировку слитка и последующую ковку на прессе с одним или двумя манипуляторами в несколько проходов путем протяжки в четырехбойковых ковочных устройствах и калибровки заготовки, подачи, кантовки и рубки поковки. Биллетировку слитка осуществляют в четырехбойковом ковочном устройстве для биллетировки слитков, при этом слиток при каждом единичном обжатии обжимают в вертикальной плоскости с большей степенью деформации, чем в горизонтальной плоскости (RU 2288065 С2, МПК (2006.01) B21J 1/04, 9/02, 13/02, опубл. 20.11.2006).A known method of manufacturing forgings, including billeting of the ingot and subsequent forging on a press with one or two manipulators in several passes by pulling in four-forging forging devices and calibrating the workpiece, feeding, tilting and cutting of the forging. Billet ingot is carried out in a four-sided forging device for billet ingots, while the ingot is squeezed during each single compression in a vertical plane with a greater degree of deformation than in a horizontal plane (RU 2288065 C2, IPC (2006.01) B21J 1/04, 9/02, 13 / 02, published on November 20, 2006).

Известный способ ковки позволяет ковать слитки больших поперечных сечений в четырехбойковых ковочных устройствах.The known method of forging allows forging ingots of large cross sections in four-sided forging devices.

Недостатком этого способа является то, что для осуществления операции биллетировки слитка требуется специальное четырехбойковое ковочное устройство, позволяющее при каждом единичном обжатии обжимать слиток в вертикальной плоскости с большей степенью деформации, чем в горизонтальной плоскости.The disadvantage of this method is that for the operation of billing of the ingot, a special four-sided forging device is required, which allows compressing the ingot in a vertical plane with a greater degree of deformation than in the horizontal plane with each single crimping.

Наиболее близким к предлагаемому способу изготовления поковок является способ, включающий нагрев слитка, его ковку в несколько проходов путем четырехстороннего обжатия в четырехбойковых ковочных устройствах с дополнительными макросдвигами металла в поперечной плоскости заготовки при каждом единичном обжатии, подачу между обжатиями и кантовку заготовки. При этом ковку осуществляют за один нагрев слитка в допустимом интервале ковочных температур с коэффициентом укова 2,0:1-32,0:1 в два этапа, вначале черновую ковку в одном или нескольких четырехбойковых ковочных устройствах для черновой ковки, а затем калибрующую ковку в четырехбойковом ковочном устройстве для калибрующей ковки с коэффициентом укова 1,05:1-1,8:1 и охватом периметра поперечного сечения заготовки при каждом единичном обжатии каждой парой рабочих участков бойков на 40-100%. Рабочая поверхность каждого бойка состоит из центральной плоскости, расположенной параллельно опорной плоскости бойка, и примыкающих к ней с двух сторон под углом 135-170° двух боковых плоскостей (RU 2220020 С1, МПК7 B21J 1/04, 9/02, 5/02, оп. 27.12.2003).Closest to the proposed method of manufacturing forgings is a method that includes heating an ingot, forging it in several passes by four-side crimping in four-side forging devices with additional macroshifts of metal in the transverse plane of the workpiece with each single compression, feeding between the crimping and turning the workpiece. In this case, forging is carried out during one heating of the ingot in the allowable range of forging temperatures with a coefficient of yield of 2.0: 1-32.0: 1 in two stages, first, rough forging in one or more four-die forging devices for rough forging, and then calibrated forging in a four-side forging device for calibrating forging with a pitch coefficient of 1.05: 1-1.8: 1 and coverage of the perimeter of the cross section of the workpiece for each single compression of each pair of working sections of the strikers by 40-100%. The working surface of each striker consists of a central plane parallel to the support plane of the striker, and two lateral planes adjacent to it from two sides at an angle of 135-170 ° (RU 2220020 C1, IPC 7 B21J 1/04, 9/02, 5/02 , Op. 27.12.2003).

В известном способе слиток нагревают и выполняют его ковку за один нагрев, поэтапно перенося с одного четырехбойкового ковочного устройства на другой. За счет этого в известном способе достигается повышение производительности изготовления поковок с высоким качеством поверхности и высокой точности.In the known method, the ingot is heated and forged during one heating, gradually transferring from one four-forging device to another. Due to this, in the known method, an increase in the production productivity of forgings with high surface quality and high accuracy is achieved.

Недостатками известного способа является то, что в нем возможность ковки за один нагрев слитка и соответственно повышение производительности достигаются за счет ковки в нескольких четырехбойковых ковочных устройствах, одновременно установленных в одном ковочном комплексе. Кроме того, технологические режимы известного способа не обеспечивают высокую производительность процесса и высокое качество металла получаемых поковок.The disadvantages of this method is that in it the possibility of forging during one heating of the ingot and, accordingly, an increase in productivity are achieved due to forging in several four-forging forging devices installed simultaneously in the same forging complex. In addition, the technological modes of the known method do not provide high productivity of the process and high quality metal obtained forgings.

Задачей изобретения является создание способа изготовления поковок, в котором путем изменения режимов деформации, подачи и кантовки заготовки обеспечиваются, во-первых, более интенсивные деформационная проработка структуры металла и вытяжка металла, а также сокращение количества проходов, что приводит к улучшению качества металла поковок и повышению производительности процесса, а, во-вторых, более интенсивный деформационный разогрев металла, что приводит к компенсации потерь тепла заготовки в окружающее пространство и возможности выполнения операций ковки за один нагрев слитка в одном четырехбойковом ковочном устройстве, что также повышает производительность способа.The objective of the invention is to provide a method for the manufacture of forgings, in which by changing the deformation, feeding and tilting the workpiece, firstly, more intensive deformation processing of the metal structure and metal drawing, as well as reducing the number of passes, which leads to an improvement in the quality of metal forgings and increase process productivity, and, secondly, a more intense deformational heating of the metal, which leads to compensation of heat losses of the workpiece into the surrounding space and the possibility of complements forging operations per heating the ingot in a Four-die forging device, which also improves the process performance.

Для достижения названного технического результата в способе изготовления поковок, включающем нагрев слитка до ковочной температуры, его последующую ковку в четырехбойковом ковочном устройстве на ковочном прессе, включающую биллетировку слитка, протяжку в несколько проходов путем четырехстороннего обжатия с дополнительными макросдвигами металла в поперечной плоскости заготовки при каждом единичном обжатии четырьмя бойками, каждый из которых имеет рабочий участок, состоящий из центрального и двух боковых, примыкающих с двух сторон к центральному под тупым углом, с формированием при каждом обжатии контактной поверхности заготовки с бойком, калибровку поковки, подачу между обжатиями и кантовку, новым является то, что при протяжке формируют заготовку многогранного поперечного сечения, а на каждом новом проходе формируют заготовку, поперечное сечение которой повернуто относительно предыдущего поперечного сечения на угол 30-60°, при этом по меньшей мере на одном проходе, кроме последнего, производят единичные обжатия, при которых ширина контактной поверхности заготовки с бойком превышает ширину центрального рабочего участка бойка, но меньше ширины всего рабочего участка.To achieve the named technical result in a method of manufacturing forgings, which includes heating the ingot to the forging temperature, its subsequent forging in a four-side forging device on the forging press, including billet ingot, broaching in several passes by four-sided crimping with additional macroshifts of the metal in the transverse plane of the workpiece for each unit compression by four strikers, each of which has a working section, consisting of a central and two side, adjacent to both sides central at an obtuse angle, with the formation of a contact surface of the workpiece with a striker during each crimping, calibration of the forging, feeding between the crimps and the groove, it is new that when drawing, a workpiece with a multifaceted cross section is formed, and at each new pass, a workpiece is formed, the cross section of which is rotated relative to the previous cross section at an angle of 30-60 °, with at least one pass, in addition to the last, produce single compression, in which the width of the contact surface of the workpiece with a striker exceeds the width of the central working section of the striker, but less than the width of the entire working section.

Достижению технического результата способствует и то, что в зависимости от параметров слитка и поковки, а также от состава оборудования:The achievement of the technical result is also facilitated by the fact that, depending on the parameters of the ingot and forging, as well as on the composition of the equipment:

- после нагрева слитка перед его биллетировкой может быть выполнена ковка цапфы, при этом ковку цапфы, биллетировку слитка, протяжку и калибровку поковки производят в четырехбойковом ковочном устройстве;- after heating the ingot, before trimming it, forging of the trunnion can be performed, while forging of the trunnion, billing of the ingot, broaching and calibration of the forgings is carried out in a four-forging forging device;

- с увеличением номера прохода при протяжке величина подачи заготовки может быть увеличена по сравнению с величиной подачи на предыдущем проходе;- with an increase in the number of the passage during broaching, the feed rate of the workpiece can be increased in comparison with the feed rate in the previous pass;

- с увеличением номера прохода при протяжке степень деформации заготовки при каждом единичном обжатии может быть увеличена по сравнению со степенью деформации заготовки на предыдущем проходе;- with an increase in the number of the passage during broaching, the degree of deformation of the workpiece with each single compression can be increased in comparison with the degree of deformation of the workpiece in the previous pass;

- после каждого единичного обжатия может осуществляться кантовка заготовки на угол 30-60°;- after each single crimping, the workpiece can be turned over at an angle of 30-60 °;

- при калибровке поковки величина подачи и степень деформации заготовки при каждом единичном обжатии могут быть выдержаны постоянными на каждом проходе;- during calibration of the forgings, the feed rate and the degree of deformation of the workpiece with each single compression can be kept constant at each pass;

- после нагрева слитка перед его ковкой в четырехбойковом ковочном устройстве могут выполнять ковку слитка двумя бойками, при этом могут осуществлять ковку слитка двумя комбинированными бойками, из которых верхний плоский, а нижний - ромбический, или двумя плоскими бойками путем формирования заготовки квадратного поперечного сечения на каждом проходе, а последующую ковку в четырехбойковом ковочном устройстве выполнять путем четырехсторонних обжатий ребер заготовки.- after heating the ingot before it is forged in a four-sided forging device, the ingot can be forged by two strikers, while the ingot can be forged by two combined strikers, of which the upper is flat and the lower is rhombic, or by two flat strikers by forming a square cross section on each the passage, and the subsequent forging in the four-sided forging device to perform by four-sided compression ribs of the workpiece.

Заявляемый способ изготовления поковок поясняется фиг.1-3.The inventive method of manufacturing forgings is illustrated in figures 1-3.

На фиг.1 представлена схема протяжки слитка с формированием многогранного поперечного сечения заготовки, повернутого относительно предыдущего поперечного сечения на угол α;Figure 1 presents the drawing scheme of the ingot with the formation of a multifaceted cross section of the workpiece, rotated relative to the previous cross section by an angle α;

на фиг.2 - схема обжатия заготовки, при которой ширина bk контактной поверхности заготовки с бойком превышает ширину bc центрального рабочего участка бойка, но меньше ширины b всего рабочего участка;figure 2 is a diagram of the compression of the workpiece, in which the width b k the contact surface of the workpiece with the striker exceeds the width b c of the Central working section of the striker, but less than the width b of the entire working section;

на фиг.3 - схема обжатия по ребрам в четырехбойковом ковочном устройстве заготовки квадратного поперечного сечения, полученной ковкой двумя бойками.figure 3 is a diagram of the compression along the ribs in a four-sided forging device blanks of square cross section obtained by forging two strikers.

β - угол между центральным и боковым участками бойка.β is the angle between the central and lateral sections of the striker.

Патентуемый способ изготовления поковок осуществляют следующим образом.A patented method of manufacturing forgings is as follows.

Нагретый до ковочной температуры слиток достают из нагревательной печи и с помощью манипулятора подают в рабочую зону гидравлического ковочного пресса, где производят его ковку в четырехбойковом ковочном устройстве, которое предварительно установлено на этом прессе. Обжатия заготовки 1 осуществляют одновременно четырьмя бойками 2-5, каждый из которых имеет рабочий участок, состоящий из центрального участка 6 и двух боковых участков 7, 8, примыкающих к центральному участку под тупым углом β (фиг.1). Четырехбойковое ковочное устройство сделано таким образом, что в процессе обжатия заготовки 1 верхний боек 3 перемещается вертикально вниз по направлению стрелки 9, а два боковых бойка 2, 4 - по направлению стрелок 10, 11. За счет таких движений бойков происходит обжатие заготовки с дополнительными макросдвигами металла в ее поперечной плоскости.The ingot heated to the forging temperature is taken out of the heating furnace and, using the manipulator, is fed into the working area of the hydraulic forging press, where it is forged in a four-side forging device, which is previously installed on this press. Compression of the workpiece 1 is carried out simultaneously by four strikers 2-5, each of which has a working section consisting of a central section 6 and two side sections 7, 8 adjacent to the central section at an obtuse angle β (Fig. 1). The four-side forging device is made in such a way that during compression of the workpiece 1, the upper hammer 3 moves vertically downward in the direction of arrow 9, and two side strikers 2, 4 in the direction of arrows 10, 11. Due to such movements of the strikers, the workpiece is crimped with additional macroshifts metal in its transverse plane.

В начале ковки производят биллетировку (выравнивание) слитка за несколько проходов, затем осуществляют собственно протяжку, а в конце ковки выполняют калибровку поковки. Все эти операции ковки осуществляют за один нагрев слитка, что обеспечивает повышение производительности процесса изготовления поковок. При протяжке на каждом проходе формируют заготовку 1 многогранного поперечного сечения, а на каждом новом проходе формируют заготовку, поперечное сечение которой повернуто на угол 30-60° (угол α (фиг.1). В процессе формирования многогранного поперечного сечения, повернутого на угол 30-60° относительно предыдущего поперечного сечения, производят обжатия по ребрам и граням заготовки, что способствует глубокому проникновению деформаций в тело заготовки. Многократное повторение таких обжатий на протяжении нескольких проходов позволяет осуществить интенсивную деформационную проработку структуры металла, что улучшает его качество. При формировании многогранного поперечного сечения, повернутого относительно предыдущего поперечного сечения на угол менее 30° и более 60°, не достигается интенсивная деформационная проработка структуры металла. При выполнении протяжки заготовки по меньшей мере на одном проходе, кроме последнего, производят единичные обжатия, при которых ширина bk контактной поверхности заготовки с бойком превышает ширину bc центрального рабочего участка бойка, но меньше ширины b всего рабочего участка бойка (фиг.2). После такого прохода получают заготовку, у которой в поперечном сечении имеются четыре вдавленные участки и четыре выступающие участки. На следующем проходе, после поворота заготовки на угол 30-60°, производят обжатия этих выступающих участков. Формирование четырех вдавленных и четырех выступающих участков на заготовке, а затем после поворота заготовки на угол α=30-60° вдавливание этих выступающих участков в центральную зону заготовки, приводит к интенсивной деформационной проработке структуры металла и за счет этого достигается высокое качество металла. Кроме того, за счет таких интенсивных обжатий заготовки обеспечивается более интенсивная вытяжка заготовки и сокращается количество проходов, что в конечном итоге приводит к повышению производительности процесса.At the beginning of the forging, the ingot is billed (aligned) in several passes, then the broaching itself is carried out, and at the end of the forging, the forging is calibrated. All these forging operations are carried out in one heating of the ingot, which provides an increase in the productivity of the process of manufacturing forgings. When drawing in each pass, a blank 1 of a multifaceted cross section is formed, and in each new pass, a blank is formed, the cross section of which is rotated by an angle of 30-60 ° (angle α (Fig. 1). During the formation of a multifaceted cross section, turned by an angle of 30 -60 ° relative to the previous cross-section, compresses are made along the edges and faces of the workpiece, which contributes to the deep penetration of deformations into the body of the workpiece.Multiple repetitions of such compressions over several passes allow intensive deformation study of the metal structure, which improves its quality. When forming a multifaceted cross section, rotated relative to the previous cross section by an angle of less than 30 ° and more than 60 °, intense deformation study of the metal structure is not achieved. besides the last one, single reductions are made in which the width b k of the contact surface of the workpiece with the striker exceeds the width b c of the central working section of the striker, but less than the width b of the entire working area of the striker (figure 2). After such a passage, a preform is obtained in which there are four depressed sections and four protruding sections in cross section. In the next pass, after turning the workpiece at an angle of 30-60 °, these protruding sections are crimped. The formation of four depressed and four protruding sections on the workpiece, and then after turning the workpiece through an angle α = 30-60 °, pressing these protruding sections into the central zone of the workpiece, leads to intensive deformation study of the metal structure and due to this, high metal quality is achieved. In addition, due to such intense compression of the workpiece, a more intensive drawing of the workpiece is ensured and the number of passes is reduced, which ultimately leads to an increase in the process productivity.

Перед биллетировкой слитка иногда выполняют ковку цапфы, при этом ковку цапфы, биллетировку слитка, протяжку и калибровку поковки производят в четырехбойковом ковочном устройстве за один нагрев слитка.Before billetization of the ingot, trunnion forging is sometimes performed, while trunnion forging, ingot billing, broaching and forging calibration are performed in a four-forging forging device for one ingot heating.

После каждой подачи на величину "s" осуществляют обжатие участка заготовки на величину "Δh". При этом возможно выполнение такого режима протяжки, при котором с увеличением номера прохода величину подачи s увеличивают по сравнению с величиной подачи на предыдущем проходе. Таким способом частично или полностью компенсируются потери тепла заготовки в окружающее пространство за счет более интенсивного деформационного разогрева ее на каждом следующем проходе. Это позволяет выполнить всю ковку за один нагрев слитка.After each feed, a value of "s" is used to compress a portion of the workpiece by a value of "Δh". In this case, it is possible to carry out a broaching mode in which, with an increase in the passage number, the feed rate s is increased in comparison with the feed amount at the previous pass. In this way, the heat loss of the workpiece into the surrounding space is partially or completely compensated for due to a more intense deformational heating of it at each subsequent pass. This allows you to perform all forging in one heat ingot.

Возможно выполнение такого режима ковки, при котором в процессе выполнения протяжки заготовки, с увеличением номера прохода, степень деформации заготовки "ε" при каждом единичном обжатии увеличивают по сравнению со степенью деформации заготовки на предыдущем проходе. Это также позволяет частично или полностью компенсировать потери тепла заготовки в окружающее пространство за счет более интенсивного деформационного разогрева ее на каждом следующем проходе. Это позволяет выполнить всю ковку за один нагрев. Степень деформации при каждом единичном обжатии заготовки определяют по формулеIt is possible to carry out such a forging mode, in which, in the process of broaching the workpiece, with an increase in the passage number, the degree of deformation of the workpiece "ε" at each single reduction is increased compared with the degree of deformation of the workpiece in the previous pass. It also allows you to partially or fully compensate for the heat loss of the workpiece into the surrounding space due to more intense deformation heating it in each subsequent pass. This allows you to complete all forging in one heat. The degree of deformation at each single compression of the workpiece is determined by the formula

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

где Δh - величина обжатия заготовки за проход;where Δh is the amount of compression of the workpiece per pass;

ho - размер поперечного сечения заготовки перед обжатием.h o - the size of the cross section of the workpiece before compression.

После каждого единичного обжатия осуществляют кантовку заготовки на угол α=30-60°. При таких углах кантовки достигается наиболее эффективная деформационная проработка структуры металла за счет вдавливания выступающих участков заготовки в центральную зону заготовки (фиг.1, 2). При углах кантовки менее 30° и более 60° не обеспечивается эффективная деформационная проработка структуры металла, так как существенно уменьшаются объемы металла, перемещаемые в направлении центральной зоны при обжатиях заготовки.After each single compression, the blank is tilted at an angle α = 30-60 °. At such corners of the tilting, the most effective deformation study of the metal structure is achieved by pressing the protruding sections of the workpiece into the central zone of the workpiece (Figs. 1, 2). When the pitching angles are less than 30 ° and more than 60 °, the effective deformation study of the metal structure is not ensured, since the volumes of metal moved in the direction of the central zone during compression of the workpiece are significantly reduced.

Калибровку поковки осуществляют также в четырехбойковом ковочном устройстве. При этом величину подачи и степень деформации заготовки при каждом единичном обжатии выдерживают постоянными на каждом проходе. Этим обеспечивается равномерность свойств металла по всей длине поковки.Forgings are also calibrated in a four-forging forging device. In this case, the feed rate and the degree of deformation of the workpiece with each single compression are kept constant in each pass. This ensures uniformity of the properties of the metal along the entire length of the forging.

При ковке слитков большого поперечного сечения в четырехбойковом ковочном устройстве не всегда хватает силы пресса на первых проходах. В связи с этим перед ковкой в четырехбойковом ковочном устройстве иногда выполняют ковку слитка двумя бойками до уменьшения размеров поперечного сечения заготовки, так как при ковке двумя бойками требуется значительно меньшее технологическое усилие по сравнению с ковкой четырьмя бойками при одних и тех же режимах деформации. Полученную заготовку затем продолжают ковать в четырехбойковом ковочном устройстве без ее дополнительного подогрева. За счет этого достигаются высокая производительность процесса и возможность ковки слитков с большими поперечными размерами.When forging ingots of large cross-section in a four-sided forging device, the press force in the first passes is not always enough. In this regard, before forging in a four-flange forging device, the ingot is sometimes forged with two dies to reduce the size of the cross section of the workpiece, since when forged by two dies, a significantly lower technological effort is required compared to forging four dies with the same deformation modes. The resulting billet is then continued to be forged in a four-forging device without additional heating. Due to this, a high productivity of the process and the possibility of forging ingots with large transverse dimensions are achieved.

Перед ковкой в четырехбойковом ковочном устройстве ковку слитка могут выполнять двумя комбинированными бойками, из которых верхний плоский, а нижний - ромбический. При этом по сравнению с ковкой в четырехбойковом ковочном устройстве уменьшается усилие ковки, а промежуточная заготовка в поперечном сечении имеет форму многогранника, что оптимально для дальнейшей ковки в четырехбойковом ковочном устройстве.Before forging in a four-sided forging device, the ingot can be forged by two combined strikers, of which the upper is flat and the lower is rhombic. Compared to forging in a four-sided forging device, the forging force is reduced, and the intermediate workpiece in the cross section has the shape of a polyhedron, which is optimal for further forging in a four-sided forging device.

Перед ковкой в четырехбойковом ковочном устройстве ковку слитка двумя бойками могут осуществлять также путем формирования заготовки квадратного поперечного сечения на каждом проходе, а последующую ковку в четырехбойковом ковочном устройстве на первом проходе путем четырехсторонних обжатий ребер заготовки (фиг.3). Этим обеспечивается значительное снижение усилия ковки по сравнению с ковкой в четырехбойковом ковочном устройстве. Кроме того, этот способ обеспечивает высокую производительность процесса вытяжки заготовки и интенсивную деформационную проработку структуры металла за счет глубокого проникновения в осевую зону заготовки объемов металла, находящегося под бойками.Before forging in a four-sided forging device, forging of the ingot with two strikers can also be carried out by forming a square cross-section blank in each pass, and subsequent forging in the four-side forging device in the first pass by four-sided crimping of the workpiece ribs (Fig. 3). This provides a significant reduction in the forging force compared to forging in a four-sided forging device. In addition, this method provides high productivity of the process of drawing the workpiece and intensive deformation study of the metal structure due to the deep penetration into the axial zone of the workpiece of the volumes of metal under the strikers.

Пример осуществления способа.An example implementation of the method.

Перед началом ковки в рабочее пространство пресса силой 25 МН установили четырехбойковое ковочное устройство с четырьмя бойками. Рабочий участок каждого бойка состоял из центрального шириной bc=120 мм и двух боковых, примыкающих с двух сторон под углом β=135° к центральному участку. Пресс силой 25 МН был оснащен двумя манипуляторами.Before forging, a four-side forging device with four strikers was installed in the press working space with a force of 25 MN. The working section of each striker consisted of a central width b c = 120 mm and two lateral ones adjoining from both sides at an angle β = 135 ° to the central section. The 25 MN press was equipped with two manipulators.

Слиток массой 1100 кг открытой дуговой выплавки из стали Р6АМ5 нагрели в газовой камерной печи до температуры 1150°С и ковали на гидравлическом ковочном прессе силой 25 МН в четырехбойковом ковочном устройстве на поковку диаметром 122 мм. Максимальный размер поперечного сечения слитка в его головной части составлял 450 мм, а минимальный - 350 мм (в донной части). Ковку производили в одном комплекте бойков за один нагрев слитка. При этом вначале слиток захватили за донную часть первым манипулятором и отковали цапфу со стороны головной части слитка. Затем, зажав слиток за цапфу в губках второго манипулятора, выполнили биллетировку слитка до размера 350 мм. После этого, используя тот же манипулятор, биллетированный слиток ковали по схеме:An ingot weighing 1100 kg of open arc smelting from P6AM5 steel was heated in a gas chamber furnace to a temperature of 1150 ° C and forged on a hydraulic forging press with a force of 25 MN in a four-forging forging device for forging with a diameter of 122 mm. The maximum size of the cross section of the ingot in its head was 450 mm, and the minimum was 350 mm (in the bottom). Forging was carried out in one set of strikers for one ingot heating. At the same time, the ingot was first captured at the bottom by the first manipulator and the axle was forged from the side of the head of the ingot. Then, holding the ingot by the pin in the jaws of the second manipulator, the ingot was billed to a size of 350 mm. After that, using the same manipulator, the billeted ingot was forged according to the scheme:

⌀350 мм→290 мм→290 мм→250 мм→240 мм→195 мм→170 мм→128 мм→128 мм→⌀122 мм→⌀122 мм.⌀350 mm → 290 mm → 290 mm → 250 mm → 240 mm → 195 mm → 170 mm → 128 mm → 128 mm → ⌀122 mm → ⌀122 mm.

До размера 250 мм заготовку ковали с подачами «в бойки» и «из бойков» без холостых проходов. Затем ковку производили только «из бойков», с холостыми проходами после каждого прохода с обжатиями. После каждого прохода до второго размера 128 мм заготовку кантовали на угол 45°, а подачи заготовки между обжатиями на этих проходах составляли 220-400 мм. Кроме того, с увеличением номера прохода величину подачи заготовки увеличивали, начиная с 220 мм и заканчивая на восьмом проходе (при ковке на размер 128 мм) подачами 400 мм. При протяжке, на каждом проходе, формировали заготовку многогранного поперечного сечения, а на каждом следующем новом проходе - заготовку, поперечное сечение которой повернуто относительно предыдущего поперечного сечения на угол 45°. При этом на первом проходе, при обжатиях на размер 290 мм, на третьем проходе, при обжатиях на размер 250 мм, и на пятом проходе, при обжатиях на размер 195 мм, ширина контактной поверхности заготовки с бойком превышала ширину центрального рабочего участка, но была меньше ширины всего рабочего участка. За счет таких обжатий часть металла выдавливалась в пространство между бойками, а на следующем проходе этот металл вдавливался (как клин) в осевую зону заготовки, обеспечивая этим интенсивные сдвиговые деформации в поперечном сечении заготовки. Полученную заготовку многогранного поперечного сечения с размерами в поперечном сечении 128 мм калибровали на 0,122 мм с допусками ±1 мм. При этом после каждого обжатия заготовку поворачивали на угол 12-16° (в одном окружном направлении). Подачи заготовки выполняли «из бойков». При калибровке поковки величину подачи и степень деформации заготовки при каждом единичном обжатии выдерживали постоянными на каждом проходе. На первом проходе при калибровке поковки величина подачи составляла 45 мм, а степень деформации - 4,0%; на втором проходе величина подачи составляла 35 мм, а степень деформации 1%.Up to a size of 250 mm, the workpiece was forged with feeds “into strikers” and “from strikers” without idle passages. Then, forging was carried out only “from the strikers”, with idle passages after each pass with reductions. After each pass to a second size of 128 mm, the workpiece was tilted at an angle of 45 °, and the feed of the workpiece between reductions in these passages was 220-400 mm. In addition, with an increase in the number of passes, the feed rate of the billet was increased, starting from 220 mm and ending in the eighth pass (forging to a size of 128 mm) with 400 mm feeds. During broaching, on each pass, a blank of multifaceted cross section was formed, and on each next new pass, a blank, the cross section of which was rotated by an angle of 45 ° relative to the previous cross section. At the same time, in the first pass, when compressing to a size of 290 mm, on the third pass, when compressing to a size of 250 mm, and on the fifth pass, when compressing to a size of 195 mm, the width of the contact surface of the workpiece with the striker exceeded the width of the central working section, but was less than the width of the entire working area. Due to such reductions, part of the metal was squeezed into the space between the strikers, and in the next pass, this metal was pressed (like a wedge) into the axial zone of the workpiece, thereby providing intense shear deformation in the cross section of the workpiece. The resulting preform of a multifaceted cross section with dimensions in the cross section of 128 mm was calibrated to 0.122 mm with tolerances of ± 1 mm. In this case, after each crimping, the workpiece was rotated through an angle of 12–16 ° (in one circumferential direction). The supply of the workpiece was performed "out of the strikers." When calibrating the forgings, the feed rate and the degree of deformation of the workpiece at each single compression were kept constant at each pass. In the first pass, when calibrating the forgings, the feed rate was 45 mm, and the degree of deformation was 4.0%; in the second pass, the feed rate was 35 mm, and the degree of deformation was 1%.

Производительность процесса ковки составила 2620 кг/ч.The productivity of the forging process was 2620 kg / h.

Качество металла оценивали баллом карбидной неоднородности по трем зонам поперечного сечения поковки (ГОСТ 19265-73):The quality of the metal was assessed by a carbide inhomogeneity score in three zones of the forging cross section (GOST 19265-73):

1-я - 5 мм от поверхности поковки;1st - 5 mm from the forging surface;

2-я - середина радиуса поперечного сечения поковки (1/2R);2nd - the middle of the radius of the cross section of the forging (1 / 2R);

3-я - осевая зона поковки.3rd - axial zone of forging.

У поверхности карбидная неоднородность соответствовала 3 баллу, на 1/2R - 5 баллу, а в осевой - 6 баллу.At the surface, carbide heterogeneity corresponded to 3 points, to 1 / 2R - 5 points, and in the axial - 6 points.

Дня сравнения, в качестве базового объекта приняли способ изготовления поковок по прототипу.Comparison day, as a basic object adopted a method of manufacturing forgings according to the prototype.

Производительность процесса ковки по способу-прототипу составила 2030 кг/ч, а качество металла, оцениваемое баллом карбидной неоднородности:The performance of the forging process by the prototype method was 2030 kg / h, and the quality of the metal, assessed by the carbide inhomogeneity score:

- у поверхности поковки - 5 балл;- at the forging surface - 5 points;

- на половине радиуса поперечного сечения поковки - 7 балл;- at half the radius of the cross section of the forgings - 7 points;

- в осевой зоне поковки - 8 балл.- in the axial zone of the forgings - 8 points.

Результаты опытов при других параметрах процесса представлены в таблице.The experimental results for other process parameters are presented in the table.

№ опы
та
Experiment number
that
Угол поворота, α°Angle of rotation, α ° Отношение bk/bc, ед.The ratio b k / b c , unit Б.к.н. на 1/2RB.C. on 1 / 2R Производитель-ность, кг/чProductivity, kg / h ПримечаниеNote
1one 30thirty 1,271.27 55 25802580 Перед ковкой в четырехбойковом ковочном устройстве осуществляли ковку двумя комбиниров. бойкамиBefore forging in a four-sided forging device, two combinations were forged. brisk 22 4545 1,351.35 55 26202620 Перед ковкой в четырехбойковом ковочном устройстве осуществляли ковку двумя плоскими бойкамиBefore forging in a four-side forging device, two flat strikers were forged 33 6060 1,381.38 55 25102510 4four 4545 1,181.18 5-65-6 24002400 55 4545 1,221.22 5-65-6 24402440 6 (про-тотип)6 (pro-type) 77 20302030

Примечание: Б.к.н. - балл карбидной неоднородности. Анализ данных, приведенных в таблице, показывает, что качество металла поковок, полученных заявляемым способом (оцениваемое баллом карбидной неоднородности), выше качества металла поковок, полученных по способу-прототипу. На конкретном примере изготовления поковок из быстрорежущей стали Р6АМ5 снижение карбидной неоднородности составило 1-2 балла.Note: B.C. - point carbide heterogeneity. Analysis of the data given in the table shows that the quality of the metal forgings obtained by the claimed method (estimated by the carbide inhomogeneity score) is higher than the quality of the metal forgings obtained by the prototype method. For a specific example of the manufacture of forgings from high-speed steel P6AM5, a decrease in carbide heterogeneity was 1-2 points.

Производительность процесса ковки по патентуемому способу увеличилась на 18,2-29,0%.The productivity of the forging process according to the patented method increased by 18.2-29.0%.

Claims (9)

1. Способ изготовления поковок, включающий нагрев слитка до ковочной температуры, его последующую ковку в четырехбойковом ковочном устройстве на ковочном прессе, включающую биллетировку слитка, протяжку в несколько проходов путем четырехстороннего обжатия с дополнительными макросдвигами металла в поперечной плоскости заготовки при каждом единичном обжатии четырьмя бойками, каждый из которых имеет рабочий участок, состоящий из центрального участка и двух боковых, примыкающих к центральному с двух сторон под тупым углом, с формированием при каждом обжатии контактной поверхности заготовки с бойком, калибровку поковки, подачу между обжатиями и кантовку, отличающийся тем, что при протяжке формируют заготовку многогранного поперечного сечения, а на каждом новом проходе формируют заготовку, поперечное сечение которой повернуто относительно предыдущего поперечного сечения на угол 30-60°, при этом по меньшей мере на одном проходе, кроме последнего, производят единичные обжатия, при которых ширина контактной поверхности заготовки с бойком превышает ширину центрального участка бойка и меньше ширины всего рабочего участка.1. A method of manufacturing forgings, including heating the ingot to the forging temperature, its subsequent forging in a four-side forging device on the forging press, including billet ingot, broaching in several passes by four-side crimping with additional macroshifts of the metal in the transverse plane of the workpiece with each single crimping by four strippers, each of which has a working section, consisting of a central section and two lateral, adjacent to the central on both sides at an obtuse angle, with the formation m each compression of the contact surface of the workpiece with the striker, calibration of the forgings, the feed between the compressions and the tilting, characterized in that during broaching form a workpiece with a multifaceted cross section, and at each new pass form a workpiece, the cross section of which is rotated relative to the previous cross section by an angle of 30 -60 °, with at least one pass, in addition to the last, produce single compression, in which the width of the contact surface of the workpiece with the striker exceeds the width of the Central section ka striker and less than the width of the entire working area. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после нагрева слитка перед его биллетировкой выполняют ковку цапфы, которую производят в четырехбойковом ковочном устройстве.2. The method according to claim 1, characterized in that after heating the ingot before billing, the forging of the trunnion is performed, which is produced in a four-forging forging device. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что с увеличением номера прохода при протяжке величину подачи заготовки увеличивают по сравнению с величиной подачи заготовки на предыдущем проходе.3. The method according to claim 1, characterized in that with the increase in the number of the passage during broaching, the feed rate of the workpiece is increased compared with the feed rate of the workpiece in the previous pass. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что с увеличением номера прохода при протяжке степень деформации заготовки при каждом единичном обжатии увеличивают по сравнению со степенью деформации заготовки на предыдущем проходе.4. The method according to claim 1, characterized in that with an increase in the number of the passage during broaching, the degree of deformation of the workpiece with each single compression is increased compared with the degree of deformation of the workpiece in the previous pass. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что после каждого единичного обжатия осуществляют кантовку заготовки на угол 30-60°.5. The method according to claim 1, characterized in that after each single crimping, the blank is tilted at an angle of 30-60 °. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что при калибровке поковки величину подачи и степень деформации заготовки при каждом единичном обжатии выдерживают постоянными на каждом проходе.6. The method according to claim 1, characterized in that when calibrating the forgings, the feed rate and the degree of deformation of the workpiece with each single compression are kept constant at each pass. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что после нагрева слитка перед его ковкой в четырехбойковом ковочном устройстве выполняют ковку слитка двумя бойками.7. The method according to claim 1, characterized in that after heating the ingot before forging it in the four-side forging device, the ingot is forged in two strikers. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что осуществляют ковку слитка двумя комбинированными бойками, из которых верхний плоский, а нижний - ромбический.8. The method according to claim 7, characterized in that the ingot is forged by two combined strikers, of which the upper is flat and the lower is rhombic. 9. Способ по п.7, отличающийся тем, что осуществляют ковку слитка двумя плоскими бойками путем формирования заготовки квадратного поперечного сечения на каждом проходе, а последующую ковку в четырехбойковом ковочном устройстве выполняют путем четырехсторонних обжатий ребер заготовки. 9. The method according to claim 7, characterized in that the ingot is forged with two flat dies by forming a square cross-section blank in each pass, and the subsequent forging in the four-side forging device is performed by quadrilateral compression of the blank ribs.
RU2011113106/02A 2011-02-14 2011-04-05 Method of producing forgings RU2457061C1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA201101714 2011-02-14
UAA201101714A UA98409C2 (en) 2011-02-14 2011-02-14 Method for producing forgings

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2457061C1 true RU2457061C1 (en) 2012-07-27

Family

ID=46850629

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011113106/02A RU2457061C1 (en) 2011-02-14 2011-04-05 Method of producing forgings

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2457061C1 (en)
UA (1) UA98409C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111922270A (en) * 2020-07-14 2020-11-13 中国重型机械研究院股份公司 Horizontal forging cooperative control system and method for large-scale multi-directional die forging hydraulic press
CN112536406A (en) * 2020-11-25 2021-03-23 浙江天马轴承集团有限公司 Forging drawing method for avoiding surface cracking
CN114570870A (en) * 2020-12-01 2022-06-03 丰田自动车株式会社 Die and forging method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2220020C1 (en) * 2002-04-04 2003-12-27 Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" Method of manufacture of forgings, predominantly out of metals and alloys of titanium subgroup and forging complex for performing the same
RU2283716C2 (en) * 2004-12-10 2006-09-20 Открытое Акционерное Общество "Тяжпрессмаш" Method for producing calibrated forgings in four-striker forging apparatus
RU2288803C1 (en) * 2005-06-14 2006-12-10 Открытое Акционерное Общество "Тяжпрессмаш" Method for forging ingots in forging apparatus with four strikers

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2220020C1 (en) * 2002-04-04 2003-12-27 Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" Method of manufacture of forgings, predominantly out of metals and alloys of titanium subgroup and forging complex for performing the same
RU2283716C2 (en) * 2004-12-10 2006-09-20 Открытое Акционерное Общество "Тяжпрессмаш" Method for producing calibrated forgings in four-striker forging apparatus
RU2288803C1 (en) * 2005-06-14 2006-12-10 Открытое Акционерное Общество "Тяжпрессмаш" Method for forging ingots in forging apparatus with four strikers

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111922270A (en) * 2020-07-14 2020-11-13 中国重型机械研究院股份公司 Horizontal forging cooperative control system and method for large-scale multi-directional die forging hydraulic press
CN112536406A (en) * 2020-11-25 2021-03-23 浙江天马轴承集团有限公司 Forging drawing method for avoiding surface cracking
CN114570870A (en) * 2020-12-01 2022-06-03 丰田自动车株式会社 Die and forging method

Also Published As

Publication number Publication date
UA98409C2 (en) 2012-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sergey et al. Influence of combined process “rolling-pressing” on microstructure and mechanical properties of copper
CN108465762A (en) A kind of forging method of efficient whole uniform compaction deformation
CN106180535A (en) A kind of free forging method improving rotor forging quality
RU2220020C1 (en) Method of manufacture of forgings, predominantly out of metals and alloys of titanium subgroup and forging complex for performing the same
RU2457061C1 (en) Method of producing forgings
CN102126121A (en) New process combining forging and rolling
CN109317679A (en) A kind of aluminum alloy thin plate production method
CN109759531B (en) X-section drawing method based on center compaction
RU2402618C1 (en) Procedure for metal structural crumbling
RU2291755C2 (en) Sized forged pieces producing method and tool for performing the same
RU2283714C2 (en) Billet forging method in four-striker forging apparatus
RU2474484C1 (en) Method of making forged pieces with fine-grain structure
RU2288065C2 (en) Forged pieces making method and forging complex for performing the same
CN111496155A (en) Forging method for enhancing compaction effect of 42CrMo continuous casting billet
RU2283716C2 (en) Method for producing calibrated forgings in four-striker forging apparatus
RU2282517C2 (en) Blank radial forging method and four-striker forging apparatus for performing the same
RU2284874C2 (en) Method for manufacturing of forged pieces
Tolkushkin et al. Computer simulation and study of the new forging technology of billets in a step-wedge dies
UA125621C2 (en) Method for production of forgings and four-striker forging device for implementation thereof
RU2288064C1 (en) Method for producing round blanks for sheet forming
RU2252834C2 (en) Method for forging blanks by means of flat strikers
RU2288803C1 (en) Method for forging ingots in forging apparatus with four strikers
Tolkushkin et al. DEVELOPMENT AND RESEARCH OF THE NEW FORGING TECHNOLOGY OF BILLETS IN THE STEP-WEDGE DIES.
RU2283719C2 (en) Method for producing shaped blanks of axles of rolling stock
RU2674369C1 (en) Method of long-length blanks forging

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160406