RU2515705C2 - Method of plastic structure formation of metals and device for its realisation (versions) - Google Patents
Method of plastic structure formation of metals and device for its realisation (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2515705C2 RU2515705C2 RU2012153506/02A RU2012153506A RU2515705C2 RU 2515705 C2 RU2515705 C2 RU 2515705C2 RU 2012153506/02 A RU2012153506/02 A RU 2012153506/02A RU 2012153506 A RU2012153506 A RU 2012153506A RU 2515705 C2 RU2515705 C2 RU 2515705C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- workpiece
- punches
- channel
- matrix
- lower wedge
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Forging (AREA)
- Extrusion Of Metal (AREA)
Abstract
Description
Способ пластического структурообразования металлов и устройство для его осуществления относятся к обработке металлов давлением и предназначены для получения равноосной ультрамелкодисперсной структуры при обработке заготовок из малопластичных материалов, в том числе спеченных порошковых заготовок с отсутствием в заготовке трещин, пустот, складок и зажимов, а также повышения стойкости и работоспособности устройства.The method of plastic structuring of metals and a device for its implementation relate to the processing of metals by pressure and are intended to produce equiaxed ultrafine structure when processing workpieces from low-plastic materials, including sintered powder workpieces with no cracks, voids, wrinkles and clamps in the workpiece, as well as increasing resistance and device performance.
Известны способ и устройство для структурообразования металлов путем деформации металлической заготовки осадкой с кручением [1]. Способ осуществляется следующим образом: заготовку устанавливают на неподвижную нижнюю плиту пресса, затем ее подвергают воздействию верхней плиты пресса, двигающейся на заготовку, которая (плита) осуществляет одновременно поступательное движение, производя осадку заготовки и вращательное движение - кручение заготовки.A known method and device for the structuring of metals by deformation of a metal billet by upsetting with torsion [1]. The method is as follows: the workpiece is installed on a stationary lower press plate, then it is exposed to the upper press plate moving on the workpiece, which (the plate) simultaneously translates, producing draft of the workpiece and rotational movement - torsion of the workpiece.
Известны способ и устройство для структурообразования металлов прокаткой их между двумя и более гладкими валками большого диаметра [2]. Способ осуществляется следующим образом: заготовку подают в пространство между двумя гладкими вращающимися валками, она захватывается ими и подвергается прокатке между ними, т.е. уменьшению одного размера за счет увеличения других двух. Если требуется, то заготовку подвергают повторной прокатке между валками, установленными с меньшим зазором, для дальнейшего снижения размера заготовки.A known method and device for structure formation of metals by rolling them between two or more smooth rolls of large diameter [2]. The method is as follows: the workpiece is fed into the space between two smooth rotating rolls, it is captured by them and subjected to rolling between them, i.e. reducing one size by increasing the other two. If required, the workpiece is subjected to re-rolling between the rolls installed with a smaller gap, to further reduce the size of the workpiece.
Известны способ и устройство для структурообразования металлов при равноканальном угловом прессовании, при этом устройство содержит узел для деформирования, имеющий два сообщающихся канала, в одном из которых размещается заготовка, и узел для нагружения, при помощи которого проталкивают заготовку во второй канал, при этом каналы узла для деформирования расположены под углом один к другому и имеют одинаковые диаметры, равные диаметру заготовки [3].A known method and device for the structuring of metals with equal channel angular pressing, the device contains a node for deformation, having two communicating channels, one of which is placed the workpiece, and a node for loading, with which they push the workpiece into the second channel, while the channels of the node for deformation are located at an angle to one another and have the same diameters equal to the diameter of the workpiece [3].
Известны способ и устройство для структурообразования металлов при деформации по схеме "песочные часы", при котором цилиндрическую металлическую заготовку в холодном состоянии подвергают прямому выдавливанию и осадке в несколько циклов [4]. Способ включает многократное деформирование заготовки с сохранением ее первоначальной формы и размеров после каждого цикла деформирования, при этом деформирование заготовки в каждом цикле осуществляют путем ее выдавливания с последующей одновременной осадкой выдавленной части заготовки, при этом в каждом последующем цикле деформирования направление выдавливания изменяют на противоположное относительно направления выдавливания в предыдущем цикле.A known method and device for the structuring of metals during deformation according to the hourglass scheme, in which a cylindrical metal billet in a cold state is subjected to direct extrusion and precipitation in several cycles [4]. The method involves repeated deformation of the preform with preservation of its original shape and size after each deformation cycle, while the deformation of the preform in each cycle is carried out by extrusion followed by simultaneous settlement of the extruded part of the preform, and in each subsequent deformation cycle, the extrusion direction is reversed relative to the direction extrusions in the previous cycle.
Недостатками известного способа являются обработка заготовок из металла небольших размеров и сравнительно малые степени деформации за цикл.The disadvantages of this method are the processing of metal blanks of small sizes and relatively small degrees of deformation per cycle.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является известный способ структурообразования, заключающийся в том, что для пластического структурообразования сначала производят закрытую осадку цилиндрической металлической заготовки, а затем осуществляют последовательно обратное и прямое выдавливание с одного торца заготовки. Производят требуемое количество циклов такого нагружения. После этого процесс повторяют с другого торца заготовки [5].The closest in technical essence and the achieved effect is the known method of structure formation, which consists in the fact that for plastic structure formation, a closed precipitate of a cylindrical metal billet is first produced, and then reverse and direct extrusion from one end of the billet are carried out sequentially. The required number of cycles of such loading is produced. After this, the process is repeated from the other end of the workpiece [5].
Недостатками известного способа являются неблагоприятная схема напряженного состояния, не позволяющая структурировать малопластичные материалы вследствие их разрушения, образование полосчатости микроструктуры и текстуры деформации при любом количестве циклов деформации за счет течения металла только в радиальном и осевом направлении, а также не исключено образование трещин, пустот, складок и зажимов.The disadvantages of this method are the unfavorable stress state scheme, which does not allow the structure of non-plastic materials due to their destruction, the formation of streakiness of the microstructure and texture of deformation at any number of deformation cycles due to the flow of metal only in the radial and axial directions, and the formation of cracks, voids, folds is not excluded and clamps.
Прототипом устройства для осуществления способа является устройство для пластического структурообразования, содержащее две матрицы и пуансоны, в котором один из пуансонов выполнен полым с закругленной внутренней кромкой с одного торца и внутри которого расположен второй пуансон, снабжено плитой с шероховатой поверхностью, на которой установлена матрица, внутри которой расположена заготовка [5].A prototype of a device for implementing the method is a device for plastic structure formation, containing two matrices and punches, in which one of the punches is hollow with a rounded inner edge from one end and inside which the second puncheon is located, equipped with a plate with a rough surface on which the matrix is mounted, inside which is the workpiece [5].
Данное устройство не обеспечивает равномерной деформации по всему объему заготовки, а следовательно, и получения однородной равноосной структуры, а также не исключает образования трещин, пустот, складок и зажимов. Кроме этого, устройство содержит два пуансона, сопрягаемых с зазором, затекание металла в который неизбежно приводит к расклиниванию пуансонов, их поломке и проблемам с извлечением их из канала матрицы.This device does not provide uniform deformation throughout the volume of the workpiece, and therefore, to obtain a uniform equiaxial structure, and also does not exclude the formation of cracks, voids, folds and clamps. In addition, the device contains two punches, mating with a gap, the flow of metal into which inevitably leads to wedging of the punches, their breakage and problems with removing them from the channel of the matrix.
Задачей изобретения является получение равноосной ультрамелкодисперсной структуры при обработке заготовок из малопластичных материалов, в том числе спеченных порошковых заготовок, с отсутствием в заготовке трещин, пустот, складок и зажимов, а также повышение стойкости и работоспособности устройства.The objective of the invention is to obtain equiaxed ultrafine structure when processing workpieces from low-plastic materials, including sintered powder workpieces, with no cracks, voids, folds and clamps in the workpiece, as well as increasing the durability and performance of the device.
Поставленная задача достигается тем, что в способе пластического структурообразования металлов, включающем закрытую осадку заготовки в канале матрицы и выдавливание, в соответствии с изобретением осуществляют двухстороннее выдавливание заготовки в верхнюю и нижнюю клиновые полости, образованные верхним и нижним клиновыми пуансонами, после чего упомянутые верхний и нижний клиновые пуансоны извлекают из канала матрицы, поворачивают вокруг оси на угол 180°, посредством них производят следующее нагружение заготовки с заполнением верхней и нижней клиновых полостей с другой стороны и цикл повторяют, после чего клиновые пуансоны заменяют на пуансоны с торцевой поверхностью, расположенной перпендикулярно оси заготовки, и производят закрытую осадку с приданием заготовке первоначальной формы. The problem is achieved in that in the method of plastic structure formation of metals, including closed upsetting of the workpiece in the matrix channel and extrusion, in accordance with the invention, the workpiece is extruded bilaterally into the upper and lower wedge cavities formed by the upper and lower wedge punches, after which the upper and lower wedge punches wedge punches out of the channel matrix is extracted, rotated around the axis by an angle of 180 °, produced by them following loading of the workpiece with the upper filling minutes and the lower wedge cavities on the other hand and the cycle is repeated, after which the wedge is replaced by punches punches with an end surface disposed perpendicular axis of the workpiece, and produce a closed precipitate to impart original shape workpiece.
Устройство для пластического структурообразования металлов по первому варианту выполнения содержит матрицу с каналом и верхний и нижний клиновые пуансоны круглой формы, выполненные с возможностью образования в канале матрицы верхней и нижней клиновых полостей для двухстороннего выдавливания в них заготовки, поворота вокруг оси на угол 180° после извлечения из канала матрицы и образования расположенных с другой стороны верхней и нижней клиновых полостей для двухстороннего выдавливания заготовки, а также пуансоны с торцевой поверхностью, расположенной перпендикулярно оси заготовки, выполненные с возможностью размещения в канале матрицы после извлечения из него верхнего и нижнего клиновых пуансонов, при этом матрица выполнена с каналом круглой формы. The device for plastic structuring of metals according to the first embodiment comprises a matrix with a channel and round upper and lower wedge punches made with the possibility of forming upper and lower wedge cavities in the matrix channel for two-sided extrusion of a workpiece in them, rotation around the axis through an angle of 180 ° after extraction from the channel of the matrix and the formation of upper and lower wedge cavities located on the other side for two-sided extrusion of the workpiece, as well as punches from the end surface Strongly situated perpendicular to the workpiece axis, capable of placing in a channel matrix after removal therefrom of the upper and lower punches wedge, wherein the matrix is formed with a circular shape channel.
Устройство для пластического структурообразования металлов по второму варианту выполнения содержит матрицу с каналом и верхний и нижний клиновые пуансоны прямоугольной формы, выполненные с возможностью образования в канале матрицы верхней и нижней клиновых полостей для двухстороннего выдавливания в них заготовки, поворота вокруг оси на угол 180° после извлечения из канала матрицы и образования расположенных c другой стороны верхней и нижней клиновых полостей для двухстороннего выдавливания заготовки, а также пуансоны с торцевой поверхностью, расположенной перпендикулярно оси заготовки, выполненные с возможностью размещения в канале матрицы после извлечения из него верхнего и нижнего клиновых пуансонов, при этом матрица выполнена с каналом прямоугольной формы.The device for plastic structuring of metals according to the second embodiment comprises a matrix with a channel and rectangular upper and lower wedge punches made with the possibility of forming upper and lower wedge cavities in the matrix channel for two-sided extrusion of a workpiece into them, rotation around the axis through an angle of 180 ° after extraction from the matrix channel and the formation of upper and lower wedge cavities located on the other side for two-sided extrusion of the workpiece, as well as punches with an end face a surface located perpendicular to the axis of the workpiece, made with the possibility of placing in the channel of the matrix after removing from it the upper and lower wedge punches, while the matrix is made with a channel of rectangular shape.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 и фиг.2 показаны два варианта формы канала матрицы (прямоугольная и круглая) и заготовка. На фиг.3 показано конечное положение процесса двухстороннего выдавливания в верхнюю и нижнюю клиновые полости, на фиг.4 - положение пуансонов и заготовки после поворота пуансонов на 180 градусов перед началом следующего нагружения, на фиг.5 - показано конечное положение заготовки и пуансонов после поворота, на фиг.6 - показано начало процесса закрытой осадки пуансонами с торцевой поверхностью перпендикулярной оси заготовки, на фиг.7 - показан процесс закрытой осадки для придания заготовке первоначальной формы.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 and figure 2 shows two options for the shape of the channel matrix (rectangular and round) and the workpiece. Figure 3 shows the final position of the two-sided extrusion process in the upper and lower wedge cavities, figure 4 - the position of the punches and the workpiece after turning the punches 180 degrees before the next loading, figure 5 - shows the final position of the workpiece and punches after turning , Fig.6 - shows the beginning of the process of closed upsetting with punches with an end surface perpendicular to the axis of the workpiece, Fig.7 - shows the process of closed upsetting to give the workpiece its original shape.
Устройство для осуществления способа содержит бандажированную обоймой 2 матрицу 4, стоящую на плите 1, верхний (круглый или прямоугольный) клиновой пуансон 6, нижний (круглый или прямоугольный) клиновой пуансон 3.The device for implementing the method contains a bandaged
Процесс закрытой осадки, схема которого показана на фиг.6 и 7, является финишной операцией, которая осуществляется по необходимости для придания заготовке 5 первоначальной формы после необходимого цикла деформаций.The closed draft process, the scheme of which is shown in FIGS. 6 and 7, is a finishing operation, which is carried out as necessary to give the
В процессе выдавливания в клиновую полость создается благоприятная схема напряженного состояния всестороннего сжатия, что позволяет структурировать малопластичные материалы, в том числе спеченные порошковые заготовки.In the process of extrusion into a wedge cavity, a favorable stress state diagram of comprehensive compression is created, which makes it possible to structure low-plastic materials, including sintered powder blanks.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Металлическая заготовка 5 сначала подвергается закрытой осадке в прямоугольном или круглом канале матрицы. Затем силой Р производится двухстороннее выдавливание в клиновые полости, образованные верхним и нижним (круглым или прямоугольным) клиновыми пуансонами (фиг.3), после чего пуансоны извлекают, поворачивают вокруг оси на угол 180 градусов (фиг.4) и производят новое нагружение заготовки с заполнением верхней и нижней клиновых полостей (фиг.5) с другой стороны. После проведения необходимого числа циклов деформации заготовки клиновые пуансоны заменяют на пуансоны с торцевой поверхностью, расположенной перпендикулярно оси заготовки (фиг.7), и производят закрытую осадку для придания заготовке первоначальной формы.The
Источники информацииInformation sources
1. Субич В.Н., Демин В.А., Шестаков НА., Власов А.В. Штамповка с кручением. М., МГИУ, 2008. - 389 с.1. Subich V.N., Demin V.A., Shestakov NA., Vlasov A.V. Stamping with torsion. M., MGIU, 2008 .-- 389 p.
2. Ковка и штамповка: Справочник. В 4 т. / Ред. совет: Е.И.Семенов (пред.) и др. - М.: Машиностроение, 1986. - Т.2. Горячая штамповка / Под ред. Е.И.Семенова, 1986. 592 с., ил., с.387.2. Forging and stamping: Handbook. In 4 t. / Ed. Advice: E.I.Semenov (previous) and others. - M.: Mechanical Engineering, 1986. - T.2. Hot stamping / Ed. E.I.Semenova, 1986. 592 p., Ill., P. 387.
3. А.С. 492780 СССР, МКИ 3 G01N 3/00. Устройство для упрочнения материала давлением / В.М.Сегал, В.Я.Щукин (СССР). - 1924516/25-28: Заявлено 11.06.73. Опубл. 23.02.76. Бюл. 43.3. A.S. 492780 USSR, MKI 3 G01N 3/00. Device for hardening material by pressure / V.M.Segal, V.Ya. Shchukin (USSR). - 1924516 / 25-28: Declared June 11, 73. Publ. 02/23/76. Bull. 43.
4. А.С. 1741960 СССР, МКИ 4 B23J 5/00. Способ пластического структурообразования и устройство для его реализации / Амиров М.Г., Грешнов В.М., Голубев О.В., Лавриненко Ю.А. Заявка 4763954/25-27 от 4.12.89, опубл. 22.02.92, бюл. 23.4. A.S. 1741960 USSR, MKI 4
5. Патент РФ №RU 2189883 С1, МКИ 7 B21J 5/00, 13/02, C21D 7/02. Способ пластического структурообразования металлов при интенсивной пластической деформации и устройство для его осуществления / Шибаков В.Г., Гончаров С.И., Мухин М.В.5. RF patent No.RU 2189883 C1, MKI 7
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012153506/02A RU2515705C2 (en) | 2012-12-12 | 2012-12-12 | Method of plastic structure formation of metals and device for its realisation (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012153506/02A RU2515705C2 (en) | 2012-12-12 | 2012-12-12 | Method of plastic structure formation of metals and device for its realisation (versions) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012153506A RU2012153506A (en) | 2013-07-27 |
RU2515705C2 true RU2515705C2 (en) | 2014-05-20 |
Family
ID=49155487
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012153506/02A RU2515705C2 (en) | 2012-12-12 | 2012-12-12 | Method of plastic structure formation of metals and device for its realisation (versions) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2515705C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2578880C1 (en) * | 2014-09-15 | 2016-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) | Method of metal plastic structure formation and device for its implementation |
RU2657274C1 (en) * | 2017-06-13 | 2018-06-09 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Method of plastic structural formation of cylindrical measuring workpieces |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6209379B1 (en) * | 1999-04-09 | 2001-04-03 | Agency Of Industrial Science And Technology | Large deformation apparatus, the deformation method and the deformed metallic materials |
RU2189883C1 (en) * | 2001-02-21 | 2002-09-27 | Камский политехнический институт | Method for structure formation of metals at intensive plastic deformation and apparatus for performing the same |
UA43585U (en) * | 2009-03-16 | 2009-08-25 | Восточноукраинский Национальный Университет Имени Владимира Даля | method of plastic structurization of metals |
RU2458756C2 (en) * | 2010-05-31 | 2012-08-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (СГАУ) | Method of crystalline material plastic structure formation and device to this end |
-
2012
- 2012-12-12 RU RU2012153506/02A patent/RU2515705C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6209379B1 (en) * | 1999-04-09 | 2001-04-03 | Agency Of Industrial Science And Technology | Large deformation apparatus, the deformation method and the deformed metallic materials |
RU2189883C1 (en) * | 2001-02-21 | 2002-09-27 | Камский политехнический институт | Method for structure formation of metals at intensive plastic deformation and apparatus for performing the same |
UA43585U (en) * | 2009-03-16 | 2009-08-25 | Восточноукраинский Национальный Университет Имени Владимира Даля | method of plastic structurization of metals |
RU2458756C2 (en) * | 2010-05-31 | 2012-08-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (СГАУ) | Method of crystalline material plastic structure formation and device to this end |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2578880C1 (en) * | 2014-09-15 | 2016-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) | Method of metal plastic structure formation and device for its implementation |
RU2657274C1 (en) * | 2017-06-13 | 2018-06-09 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Method of plastic structural formation of cylindrical measuring workpieces |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012153506A (en) | 2013-07-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8631673B2 (en) | Severe plastic deformation of metals | |
RU2515705C2 (en) | Method of plastic structure formation of metals and device for its realisation (versions) | |
Wang et al. | A novel backward extrusion process through rotating die and open punch | |
Wang et al. | Microstructure and properties of magnesium alloy processed by a new severe plastic deformation method | |
CN105921657B (en) | Prepare the two-way upsetting extrusion method of blanking type back pressure of refractory metal super fine crystal material | |
RU2189883C1 (en) | Method for structure formation of metals at intensive plastic deformation and apparatus for performing the same | |
Bruder et al. | Severe plastic deformation by equal channel angular swaging | |
RU2602936C2 (en) | Method of extrusion parts such as glasses and device for its implementation | |
RU2406588C2 (en) | Method of forging in four-hammer forging device | |
JP2007175728A (en) | Method for forming wheel rim for automobile | |
RU2451569C2 (en) | Method of mass extruding of barrel-type parts by angular extrusion at horizontal hydraulic extruder | |
Naizabekov et al. | The Role of Preliminary Heat Treatment in the Formation of Ultrafine-Grained Structure in the Implementation of the Combined Process" Rolling-Equal Channel Angular Pressing" | |
SU822960A1 (en) | Method of expanding shaped rings | |
CN105263644A (en) | Method and equipment for producing metal sheets from long-strip-shaped profiles | |
RU2660497C2 (en) | Method of plastic structure formation of metals in intensive plastic deformation and a device for its implementation | |
RU2456111C1 (en) | Method of forming ultra-fine-grained structure in billets from metal and alloys | |
CN111004986A (en) | Preparation method for tantalum alloy material with gradient incremental deformation and uniform grain refining | |
RU2532630C2 (en) | Manufacturing method of semi-finished products like disks and washers from cylindrical workpiece by hot pressure treatment | |
RU2315117C2 (en) | Method of deformation treatment of materials and device for realization of this method | |
RU2532624C1 (en) | Hot forging of semis from cylindrical billets | |
JP7477612B2 (en) | Sintered parts and manufacturing method thereof | |
RU2755137C1 (en) | Method for obtaining diamond-shaped riffles on the outer and inner surfaces of a cylindrical shell | |
RU2492957C1 (en) | Method of metal plastic structure formation and device to this end | |
RU2362648C2 (en) | Method for manufacture of hollow forged pieces of rectangular cross section | |
JP7509882B2 (en) | Manufacturing method for sintered parts |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20161114 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171213 |