RU2462327C2 - Method of making metal sleeves with gradient-hardened structure - Google Patents
Method of making metal sleeves with gradient-hardened structure Download PDFInfo
- Publication number
- RU2462327C2 RU2462327C2 RU2010153917/02A RU2010153917A RU2462327C2 RU 2462327 C2 RU2462327 C2 RU 2462327C2 RU 2010153917/02 A RU2010153917/02 A RU 2010153917/02A RU 2010153917 A RU2010153917 A RU 2010153917A RU 2462327 C2 RU2462327 C2 RU 2462327C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- billet
- workpiece
- gradient
- rollers
- hardened structure
- Prior art date
Links
Landscapes
- Forging (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам получения металлических втулок.The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular to methods for producing metal bushings.
Известен способ получения металлических втулок, заключающийся в получении полой заготовки и последующей обработке наружной поверхности обкаткой в роликовой матрице с фиксацией торцов заготовки [Патент RU 2340423, МПК В21Н 1/22, В82В 3/00].A known method of producing metal bushings, which consists in obtaining a hollow billet and subsequent processing of the outer surface by rolling in a roller matrix with fixing the ends of the billet [Patent RU 2340423, IPC B21H 1/22, B82B 3/00].
Однако известный способ имеет следующий недостаток: невозможность обработки внутренней поверхности металлических втулок.However, the known method has the following disadvantage: the impossibility of processing the inner surface of the metal bushings.
Известен способ обработки металлических втулок, заключающийся в одновременной обработке внутренней и наружной поверхностей полой заготовки. Внутреннюю поверхность обрабатывают многократным возвратно-поступательным осевым перемещением раздающего пуансона. Обработку наружной поверхности осуществляют обкаткой в роликовой матрице с фиксацией торцов заготовки и с обжимом последней [Патент RU 2320443, МПК В21D 51/02, С21D 7/04, С22F 1/00, В82В 3/00].A known method of processing metal bushings, which consists in the simultaneous processing of the inner and outer surfaces of the hollow billet. The inner surface is treated with multiple reciprocating axial movement of the dispensing punch. The processing of the outer surface is carried out by rolling in a roller matrix with fixing the ends of the workpiece and crimping the latter [Patent RU 2320443, IPC B21D 51/02, C21D 7/04, C22F 1/00, B82B 3/00].
Однако известный способ имеет следующий недостаток: наличие больших сил трения скольжения в зоне контакта заготовки и инструмента и, как следствие, большие потребные силы обработки и смещение масс металла к краям заготовки, что может привести к значительному искажению формы исходной заготовки; незначительная глубина упрочненного слоя и, как следствие, значительные межфазные напряжения между упрочненным и неупрочненным слоем, это в свою очередь ведет к отшелушиванию металла в процессе эксплуатации изделия.However, the known method has the following disadvantage: the presence of large sliding friction forces in the contact zone of the workpiece and tool and, as a result, large required processing forces and the displacement of the metal masses to the edges of the workpiece, which can lead to a significant distortion of the shape of the original workpiece; insignificant depth of the hardened layer and, as a result, significant interfacial stresses between the hardened and unhardened layer, this in turn leads to peeling of the metal during operation of the product.
Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении механических свойств втулок путем создания градиентного упрочнения по сечению изделия.The problem to which the invention is directed, is to increase the mechanical properties of the bushings by creating gradient hardening over the cross section of the product.
Это достигается тем, что в способе получения металлических втулок с градиентно-упрочненной структурой, заключающемся в получении заготовки и последующей обработке ее внутренней поверхности, в отличие от прототипа обработку внутренней поверхности осуществляют обкатыванием одним или более заглаживающими роликами и деформирующими роликами, имеющими участок большего диаметра, совершающими при этом возвратно-поступательные перемещения в направлении оси отверстия заготовки, при этом наружную боковую поверхность заготовки фиксируют контейнером.This is achieved by the fact that in the method of producing metal bushings with a gradient hardened structure, which consists in obtaining a workpiece and subsequent processing of its inner surface, in contrast to the prototype, the treatment of the inner surface is carried out by rolling one or more smoothing rollers and deforming rollers having a larger diameter section, making a reciprocating movement in the direction of the axis of the hole of the workpiece, while the outer side surface of the workpiece is fixed con a tuner.
Способ позволяет получить металлические втулки с оптимальным сочетанием механических свойств на внутренней поверхности и градиентное упрочнение по толщине сечения изделия.The method allows to obtain metal bushings with the optimal combination of mechanical properties on the inner surface and gradient hardening along the thickness of the section of the product.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена схема, характеризующая способ получения металлических втулок с градиентно-упрочненной структурой.The invention is illustrated in the drawing, which shows a diagram characterizing a method for producing metal bushings with a gradient hardened structure.
Способ осуществляют следующим образом. Заготовку 1 помещают в контейнер 2, при этом заготовка фиксируется от осевого перемещения упором 3 и прижимом 4 с силой Рпр, затем в полость заготовки вводят ролики 5, один или более из которых имеет участок большего диаметра 6, после чего ролики поджимают к обрабатываемой поверхности с силой Рp и сообщают крутящий момент Мкр. Внутренняя поверхность формируется многократным возвратно-поступательным осевым перемещением роликов со скоростью Voc, после чего ролики отводят от обрабатываемой поверхности и выводят из зоны обработки, отводят прижим и извлекают готовое изделие.The method is as follows. The workpiece 1 is placed in a container 2, while the workpiece is fixed from axial movement by a stop 3 and a clamp 4 with a force P pr , then rollers 5 are introduced into the cavity of the workpiece, one or more of which has a section of a larger diameter 6, after which the rollers are pressed to the surface to be machined with a force P p and report the torque M cr . The inner surface is formed by repeated reciprocating axial movement of the rollers with a speed of V oc , after which the rollers are removed from the surface to be machined and removed from the treatment zone, the clamp is removed and the finished product is removed.
При обработке в заготовке возникает локальная зона деформации раздачи вблизи раздающего пояска на деформирующем ролике. Так как поясок имеет скругленную форму, то металл раздается в стороны, и возникают осевые растягивающие деформации в условиях всестороннего сжатия. В месте контакта внутренней поверхности заготовки с заглаживающими роликами возникают ограниченные пятном контакта зоны обжима, т.е. зоны деформации противоположного знака, при этом напряженное состояние в них характеризуется существенной отрицательной гидростатической составляющей, и вытесненный объем металла закатывается обратно. Подобное напряженное состояние способствует существенному повышению ресурса пластичности материала, а накопление знакопеременных деформаций, при совершении нескольких циклов возвратно-поступательных движений - измельчению зерна и формированию градиентной от внутренней поверхности заготовки субмикро-, а при совершении большего числа циклов - наноструктуры материала вблизи внутренней поверхности изделия и, как следствие, градиентного по сечению упрочнения.When processing in the workpiece, a local zone of distribution deformation arises near the distribution belt on the deformation roller. Since the girdle has a rounded shape, the metal is distributed to the sides, and axial tensile deformations arise under conditions of comprehensive compression. In the place of contact of the inner surface of the workpiece with the smoothing rollers, there are crimped zone, limited by the contact spot, i.e. zones of deformation of the opposite sign, while the stress state in them is characterized by a significant negative hydrostatic component, and the displaced volume of the metal rolls back. Such a stressed state contributes to a significant increase in the resource of plasticity of the material, and the accumulation of alternating deformations, during several cycles of reciprocating movements, to grinding the grain and the formation of a submicro-gradient from the inner surface of the workpiece, and when more cycles are performed, to the nanostructure of the material near the inner surface of the product and as a consequence, gradient hardening over the cross section.
Пример. Брали полую литую заготовку с наружным диаметром 45 мм, толщиной стенки 7,5 мм и высотой 80 мм, помещали на позицию обработки, фиксировали ее торцы. Затем вводили ролики и сообщали крутящий момент Мкр. Одновременно внутреннюю поверхность формировали обкатыванием двумя роликами, имеющими гладкую поверхность, и одним роликом, имеющим участок большего диаметра полукруглого сечения с радиусом 1 мм. Во время обработки к роликам прикладывали силу Р р=20 кН и сообщали при этом возвратно-поступательное перемещение в направлении оси отверстия. После завершения обработки все элементы возвращали в исходное состояние и удаляли готовую втулку с позиции обработки.Example. They took a hollow cast billet with an outer diameter of 45 mm, a wall thickness of 7.5 mm and a height of 80 mm, placed at the processing position, and fixed its ends. Then the rollers were introduced and the torque M cr was reported. At the same time, the inner surface was formed by rolling in two rollers having a smooth surface and one roller having a section of a larger diameter of a semicircular section with a radius of 1 mm. During processing, a force P p = 20 kN was applied to the rollers and a reciprocating movement in the direction of the axis of the hole was reported. After processing, all elements were returned to their original state and the finished sleeve was removed from the processing position.
В результате получали втулку с повышенными механическими свойствами, наблюдали градиентную от внутренней поверхности субмикро- и нанокристаллическую структуру. Шероховатость поверхности соответствовала техническим требованиям к данному изделию.As a result, a sleeve with enhanced mechanical properties was obtained, and a submicro- and nanocrystalline structure gradient from the inner surface was observed. The surface roughness corresponded to the technical requirements for this product.
Способ позволяет получить металлические втулки с оптимальным сочетанием механических свойств на внутренней поверхности и градиентное упрочнение по толщине сечения изделия.The method allows to obtain metal bushings with the optimal combination of mechanical properties on the inner surface and gradient hardening along the thickness of the section of the product.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010153917/02A RU2462327C2 (en) | 2010-12-27 | 2010-12-27 | Method of making metal sleeves with gradient-hardened structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010153917/02A RU2462327C2 (en) | 2010-12-27 | 2010-12-27 | Method of making metal sleeves with gradient-hardened structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010153917A RU2010153917A (en) | 2012-07-10 |
| RU2462327C2 true RU2462327C2 (en) | 2012-09-27 |
Family
ID=46848132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010153917/02A RU2462327C2 (en) | 2010-12-27 | 2010-12-27 | Method of making metal sleeves with gradient-hardened structure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2462327C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2674555C1 (en) * | 2017-12-06 | 2018-12-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени И.С. ТУРГЕНЕВА" (ОГУ им. И.С. Тургенева) | Device for work hardening of internal surfaces of metallic pipe products |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1551527A1 (en) * | 1988-02-19 | 1990-03-23 | А. Т. Гайворонский и В. П. Пиньковский | Method of burnishing tubes by mandrel |
| RU2101119C1 (en) * | 1996-04-18 | 1998-01-10 | Орловский государственный технический университет | Method of making cast discs of motor vehicle wheels |
| RU2320443C1 (en) * | 2006-06-15 | 2008-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) | Method for producing metallic sleeves with submicro- and nano-crystalline states of material |
-
2010
- 2010-12-27 RU RU2010153917/02A patent/RU2462327C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1551527A1 (en) * | 1988-02-19 | 1990-03-23 | А. Т. Гайворонский и В. П. Пиньковский | Method of burnishing tubes by mandrel |
| RU2101119C1 (en) * | 1996-04-18 | 1998-01-10 | Орловский государственный технический университет | Method of making cast discs of motor vehicle wheels |
| RU2320443C1 (en) * | 2006-06-15 | 2008-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) | Method for producing metallic sleeves with submicro- and nano-crystalline states of material |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2674555C1 (en) * | 2017-12-06 | 2018-12-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени И.С. ТУРГЕНЕВА" (ОГУ им. И.С. Тургенева) | Device for work hardening of internal surfaces of metallic pipe products |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010153917A (en) | 2012-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Beygelzimer et al. | Planar twist extrusion versus twist extrusion | |
| Li et al. | Numerical simulation and experimental study on the tube sinking of a thin-walled copper tube with axially inner micro grooves by radial forging | |
| RU2462327C2 (en) | Method of making metal sleeves with gradient-hardened structure | |
| Bruder et al. | Severe plastic deformation by equal channel angular swaging | |
| Zhang et al. | Recess swaging method for manufacturing the internal helical splines | |
| Huang et al. | Application of mold trough design to blanking technology | |
| RU2340423C1 (en) | Method of metal bushings manufacture | |
| Ishkina et al. | Grain size modification by micro rotary swaging | |
| WO2013053003A1 (en) | Strengthened metal tubes | |
| RU2584195C1 (en) | Method of making cylindrical components with conical part | |
| RU2686503C1 (en) | Method for combined pipe ends upsetting | |
| RU2440865C1 (en) | Method of plastic structurisation of long billet material and device to this end | |
| RU2687524C1 (en) | Harrow discs making method | |
| RU2456111C1 (en) | Method of forming ultra-fine-grained structure in billets from metal and alloys | |
| Vaidyanathan et al. | Deep Drawing of constrained groove pressed EDD steel sheets | |
| Zhernosek et al. | Quality improvement and evaluation of stress-strain state of cylindrical shells during drawing with local wall thinning | |
| Bałon et al. | The analysis of bottom forming process for hybrid heating device | |
| RU2310534C1 (en) | Method for producing low-carbon reinforcement wire | |
| Raab et al. | Relationship between the stress-strain state and the imperfection of the structure of metals with SPD shear | |
| RU2584103C2 (en) | Hardening of metal sleeve at heating | |
| RU2323795C2 (en) | Method of shape creating of bicurved detail and universal stamp for its generating | |
| RU2403206C1 (en) | Method for obtaining nanocrystalline structure of material in pipe workpieces and device for its implementation | |
| RU2491144C2 (en) | Method of producing hollow cylindrical articles | |
| RU2580263C2 (en) | Method for multiple plastic deformation of axially symmetric rod and wire metalware | |
| RU2727415C9 (en) | Surface treatment method of solids of revolution |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171228 |