RU2528302C1 - Способ прессования биметаллических заготовок - Google Patents
Способ прессования биметаллических заготовок Download PDFInfo
- Publication number
- RU2528302C1 RU2528302C1 RU2013118316/02A RU2013118316A RU2528302C1 RU 2528302 C1 RU2528302 C1 RU 2528302C1 RU 2013118316/02 A RU2013118316/02 A RU 2013118316/02A RU 2013118316 A RU2013118316 A RU 2013118316A RU 2528302 C1 RU2528302 C1 RU 2528302C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pressing
- bimetallic
- billet
- deformation
- core
- Prior art date
Links
Landscapes
- Forging (AREA)
Abstract
Изобретение предназначено для снижения усилия прессования и энергоемкости процесса прессования биметаллических прутков и проволоки из биметаллических заготовок. Способ включает помещение биметаллической заготовки, состоящей из сердечника и оболочки, в замкнутый контейнер и выдавливание заготовки через отверстие конической матрицы с приложением усилия к заднему торцу прессуемой биметаллической заготовки. Снижение усилия прессования за счет оптимизации угла наклона образующей конического канала матрицы обеспечивается посредством того, что используют матрицу, угол наклона образующей конического канала к оси прессования которой регламентирован математической зависимостью, 1 ил.
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением и предназначено для прессования биметаллической заготовки, состоящей из разнородных материалов.
Известно, что при производстве биметаллических прутков и проволоки на начальном этапе деформируют биметаллическую заготовку прессованием с последующим волочением биметаллической заготовки. При этом в процессе прессования формируются свойства биметаллических прутковых и проволочных изделий.
Известен способ обработки металлов прессованием, включающий помещение биметаллической заготовки в замкнутый контейнер и выдавливание заготовки через отверстие конической матрицы приложением усилия к заднему торцу прессуемой заготовки (см. Суворов И.К. Обработка металлов давлением: Учебник для вузов. - М.: Высш. школа, 1980, с. 289).
Недостатком известного способа, принятого за прототип, является то, что процесс прессования имеет повышенные усилия и энергоемкость, вследствие того, что известный способ не учитывает геометрические характеристики конической матрицы и технологические особенности процесса прессования. Данный способ принят в качестве прототипа.
Признаки прототипа, совпадающие с признаками заявляемого изобретения - помещение биметаллической заготовки в замкнутый контейнер и выдавливание заготовки через отверстие конической матрицы приложением усилия к заднему торцу прессуемой биметаллической заготовки.
Задачей изобретения является снижение усилия прессования и энергоемкости процесса прессования за счет оптимизации угла наклона образующей конического канала матрицы. Снижение усилия прессования обеспечит повышение единичных обжатий, стойкости технологического инструмента и качества поверхности прессуемых изделий.
Поставленная задача была решена за счет того, что в известном способе прессования биметаллических заготовок, включающем помещение биметаллической заготовки в замкнутый контейнер и выдавливание заготовки через отверстие конической матрицы приложением усилия к заднему торцу прессуемой биметаллической заготовки, используют матрицу, угол наклона образующей конического канала к оси прессования которой рассчитывают по формуле:
где f - коэффициент трения в зоне деформации;
R0 и R1 - внешний радиус биметаллической заготовки до и после деформации соответственно;
Rc - радиус сердечника;
Признаки предлагаемого способа, отличительные от прототипа, - использование матрицы, угол наклона образующей конического канала к оси прессования которой определяется вышеприведенной математической зависимостью (1).
Способ поясняется чертежом, на котором приведена схема деформации прессованием биметаллической заготовки, состоящей из сердечника и оболочки. На чертеже показаны: 1 - матрица; 2 - оболочка; 3 - сердечник.
При прессовании биметаллической заготовки коэффициент вытяжки является одним и тем же и для сердечника, и для оболочки. Пластическая деформация в процессах обработки металлов давлением характеризуется степенью деформации. Для центральной части (сердечника) степень деформации равна [Колмогоров Г.Л. Гидродинамическая смазка при обработке металлов давлением. - М.: Металлургия, 1986, 168 с]:
λ - вытяжка.
Из геометрических соотношений (см. чертеж) следует:
где Rc - радиус сердечника;
R0 - наружный радиус заготовки.
С учетом соотношения (3) степень деформации сердечника равна:
Для усредненного значения сопротивления деформации сердечника составляющая напряжения, связанная с пластической деформацией сердечника, с учетом соотношения (4) составит:
Напряжению (5) соответствует доля полного усилия прессования центральной части (сердечника) биметаллической заготовки [Перлин И.Л., Райтбарг Л.Х. Теория прессования металлов. - М.: Металлургия. 1975, 448 с.]:
где Fc - площадь сердечника на входе в очаг деформации. После подстановки из соотношения (5) получим:
Аналогичный расчет выполнен для наружной части (оболочки) биметаллической заготовки.
Напряжение прессования оболочки для усредненного значения степени деформации (4) составит:
Соответственно доля общего усилия прессования, пошедшего на деформацию оболочки, равна:
При пластической деформации биметаллической заготовки в общее усилие прессования входит составляющая, учитывающая действие сил трения в очаге деформации. Результирующая сил трения при этом равна:
где Fk - площадь контакта биметаллической заготовки и рабочей поверхности матрицы, которая представляет собой боковую поверхность усеченного конуса.
Из геометрических соотношений следует:
где R1 - наружный радиус биметаллической заготовки на выходе из очага деформации.
С учетом соотношения (11) составляющая, связанная с преодолением сил трения в очаге деформации, равна:
В общее напряжение прессования вклад от преодоления сил трения в очаге деформации составит:
Оптимальный угол наклона образующей матрицы к оси прессования определяется из условия минимума полного напряжения прессования. При этом αм зависит лишь от
поэтому условие минимума усилия
прессования определим из условия:
Суммарное напряжение прессования, включающее величины, зависящие от αм, равно:
Подстановки соотношений (5), (8), (13) в (14) дифференцирования по tgαM, преобразований и упрощений получим:
где f - коэффициент трения в зоне деформации;
R0 и R1 - внешний радиус биметаллической заготовки до и после деформации соответственно;
Rc - радиус сердечника;
Пример конкретной реализации.
Прессовали сборную биметаллическую заготовку, состоящую из ниобиевого сердечника и медной оболочки, соотношение
составляло 0,5 с вытяжкой λ=10, при этом
=1,5. Для прессования применили стандартную матрицу с αм=40°. Для приведенного сопротивления деформации напряжение прессования составило 359,03 МПа.
В соответствии с формулой (1) оптимальным углом наклона образующей конического канала матрицы оказался угол равный 30,4°, которому соответствует напряжение прессования σпр=340,7 МПа.
Таким образом, оптимизация угла наклона образующей конического канала матрицы привела к снижению напряжения прессования на 18,3 МПа, что составляет 5,1%.
Предлагаемый способ прессования биметаллических заготовок позволяет выбрать оптимальный угол наклона образующей конического канала матрицы к оси прессования. В результате обеспечивается минимальное значение усилия прессования, минимальная энергоемкость процесса прессования. При снижении усилия прессования появляется возможность повышения обжатий при прессовании, применения менее энергоемкого технологического оборудования. При этом повышается износостойкость матриц и качество поверхности прессуемых изделий.
Claims (1)
- Способ прессования биметаллических прутков и проволоки, включающий помещение биметаллической заготовки, состоящей из сердечника и оболочки, в замкнутый контейнер и выдавливание заготовки через канал конической матрицы с приложением усилия к заднему торцу прессуемой биметаллической заготовки, отличающийся тем, что используют матрицу, угол наклона образующей конического канала к оси прессования которой рассчитывают по формуле:
где f - коэффициент трения в зоне деформации;
R0 и R1 - внешний радиус биметаллической заготовки до и после деформации соответственно;
Rc - радиус сердечника заготовки;
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013118316/02A RU2528302C1 (ru) | 2013-04-19 | 2013-04-19 | Способ прессования биметаллических заготовок |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013118316/02A RU2528302C1 (ru) | 2013-04-19 | 2013-04-19 | Способ прессования биметаллических заготовок |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2528302C1 true RU2528302C1 (ru) | 2014-09-10 |
Family
ID=51540316
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013118316/02A RU2528302C1 (ru) | 2013-04-19 | 2013-04-19 | Способ прессования биметаллических заготовок |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2528302C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2618589C2 (ru) * | 2015-09-07 | 2017-05-04 | Публичное акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" (ПАО "НЗХК") | Способ изготовления сплошных биметаллических изделий с сечением квадратной формы |
CN109772914A (zh) * | 2019-03-20 | 2019-05-21 | 苏州瑞森硬质合金有限公司 | 一种含有径向凹槽的合金棒挤压生产工艺 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3834002A (en) * | 1971-09-10 | 1974-09-10 | Pyrotenox Ltd | Method of manufacturing a composite metal sheathed welding electrode |
SU1097406A1 (ru) * | 1983-05-27 | 1984-06-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт метизной промышленности | Устройство дл волочени биметаллической проволоки |
SU1245375A1 (ru) * | 1984-10-29 | 1986-07-23 | Куйбышевский Ордена Трудового Красного Знамени Авиационный Институт Им.Акад.С.П.Королева | Способ волочени изделий |
RU17872U1 (ru) * | 2001-01-10 | 2001-05-10 | Шатохин Игорь Михайлович | Калибровка прокатных валков для производства биметаллической катанки |
RU2432220C1 (ru) * | 2010-08-09 | 2011-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет" | Способ производства биметаллических прутковых и проволочных изделий |
-
2013
- 2013-04-19 RU RU2013118316/02A patent/RU2528302C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3834002A (en) * | 1971-09-10 | 1974-09-10 | Pyrotenox Ltd | Method of manufacturing a composite metal sheathed welding electrode |
SU1097406A1 (ru) * | 1983-05-27 | 1984-06-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт метизной промышленности | Устройство дл волочени биметаллической проволоки |
SU1245375A1 (ru) * | 1984-10-29 | 1986-07-23 | Куйбышевский Ордена Трудового Красного Знамени Авиационный Институт Им.Акад.С.П.Королева | Способ волочени изделий |
RU17872U1 (ru) * | 2001-01-10 | 2001-05-10 | Шатохин Игорь Михайлович | Калибровка прокатных валков для производства биметаллической катанки |
RU2432220C1 (ru) * | 2010-08-09 | 2011-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет" | Способ производства биметаллических прутковых и проволочных изделий |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
И. К. СУВОРОВ. Обработка металлов давлением, Учебник для ВУЗов, М, ВЫСШАЯ ШКОЛА, 1980, c. 289. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2618589C2 (ru) * | 2015-09-07 | 2017-05-04 | Публичное акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" (ПАО "НЗХК") | Способ изготовления сплошных биметаллических изделий с сечением квадратной формы |
CN109772914A (zh) * | 2019-03-20 | 2019-05-21 | 苏州瑞森硬质合金有限公司 | 一种含有径向凹槽的合金棒挤压生产工艺 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Frint et al. | Scaling up Segal's principle of equal-channel angular pressing | |
Balasundar et al. | Equal channel angular pressing die to extrude a variety of materials | |
Hosseini et al. | Applicability of a modified backward extrusion process on commercially pure aluminum | |
Kalyuzhnyi et al. | Simulation of cold extrusion of hollow parts | |
Sergey et al. | Influence of combined process “rolling-pressing” on microstructure and mechanical properties of copper | |
Nagasekhar et al. | Candidature of equal channel angular pressing for processing of tubular commercial purity-titanium | |
Ghassemali et al. | Optimization of axisymmetric open-die micro-forging/extrusion processes: An upper bound approach | |
Zaharia et al. | Multiple direct extrusion: A new technique in grain refinement | |
Rudskoi et al. | On the development of the new technology of severe plastic deformation in metal forming | |
RU2528302C1 (ru) | Способ прессования биметаллических заготовок | |
CN105414233A (zh) | 一种带背压反挤压模具及采用该模具的加工工艺 | |
Markov et al. | COMPUTERIZED AND PHYSICAL MODELING OF UPSETTING OPERATION BY COMBINED DIES. | |
RU2491147C2 (ru) | Способ получения поковок крупногабаритных полукорпусов шаровых кранов, имеющих горловину и сферическую часть | |
Yang et al. | The forming analysis of two-stage extrusion for 1010 fastener | |
Panin et al. | Theoretical grounds of the combined" rolling-equal-channel step pressing" process | |
Mashekov et al. | Extruding aluminum bars on a new structure radial shear mill | |
Bin et al. | Flow stress and tribology size effects in scaled down cylinder compression | |
Naizabekov et al. | Computer Simulation of the Combined Process" Helical Rolling-Pressing" | |
Michalczyk et al. | Study on the Influence of Temperature, Velocity and Shape of Tools on the Combined Process of Extrusion and Broaching of the Deep Sleeve with the Bottom Made of the AZ31 Alloy | |
RU2492011C1 (ru) | Способ производства триметаллических прутковых и проволочных изделий | |
RU2352417C2 (ru) | Способ прессования профилей и матрица для реализации данного способа | |
RU2544320C1 (ru) | Способ прессования триметаллических заготовок | |
Menezes et al. | Tribology in metal forming | |
RU2526346C1 (ru) | Способ прессования заготовок | |
RU2536849C1 (ru) | Способ волочения полиметаллических многослойных прутковых и проволочных изделий |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190420 |