RU2560474C2 - Method of continuous equal channel angular pressing of metal blanks in form of rod - Google Patents

Method of continuous equal channel angular pressing of metal blanks in form of rod Download PDF

Info

Publication number
RU2560474C2
RU2560474C2 RU2013156136/02A RU2013156136A RU2560474C2 RU 2560474 C2 RU2560474 C2 RU 2560474C2 RU 2013156136/02 A RU2013156136/02 A RU 2013156136/02A RU 2013156136 A RU2013156136 A RU 2013156136A RU 2560474 C2 RU2560474 C2 RU 2560474C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
workpiece
angular pressing
channel angular
stage
channel
Prior art date
Application number
RU2013156136/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013156136A (en
Inventor
Георгий Иосифович Рааб
Эльвира Илдаровна Фахретдинова
Владимир Михайлович Капитонов
Руслан Зуфарович Валиев
Original Assignee
ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "НаноМет"
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 ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "НаноМет" filed Critical ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "НаноМет"
Priority to RU2013156136/02A priority Critical patent/RU2560474C2/en
Publication of RU2013156136A publication Critical patent/RU2013156136A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2560474C2 publication Critical patent/RU2560474C2/en

Links

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: continuous equal channel angular pressing is performed by three successive stages, after each stage direction of the blank material flow is changed by angle Φ=90-120°, then the final plastic formation of the rod is performed. Significant improvement of the material mechanical properties is ensured due to combination of the intensive plastic deformation by several stages and plastic formation, thus ensuring accumulation of the actual deformation degree e ≥ 2.4.
EFFECT: combination of several treatment stages under conditions of the intensive plastic deformation reduces the production cycle and results in decreasing of the power consumption due to exclusion of the re-heating operations prior to treatment.
2 cl, 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано преимущественно для получения профилей из цветных металлов и сплавов в виде прутка.The invention relates to the processing of metals by pressure and can be used mainly to obtain profiles of non-ferrous metals and alloys in the form of a bar.

Известен способ прессования металлов, при котором совмещают прямое и равноканальное угловое прессование в одну операцию (патент РФ №2379148, B21J 5/06, B21J 13/02, C22F 1/04, опубл. 20.01.2010). Способ прессования металлической заготовки, включающий совмещенные в одну технологическую операцию прямое прессование и равноканальное угловое прессование, которые осуществляют в составной матрице, имеющей верхнюю и нижнюю части и калибрующую зону, при этом прямое прессование производят через калибрующую зону, а равноканальное угловое прессование - при выходе металла заготовки из упомянутой калибрующей зоны в пересекающихся каналах нижней матрицы, один из которых расположен вертикально, а пересекающийся с ним канал - горизонтально. Верхняя часть составной матрицы выполнена с неосесимметричной полостью, а часть заготовки, расположенную ниже верхней части матрицы и выше плоскости расположения линии пересечения каналов нижней части матрицы, одновременно с прессованием подвергают кручению.A known method of pressing metals, in which direct and equal-channel angular pressing is combined in one operation (RF patent No. 2379148, B21J 5/06, B21J 13/02, C22F 1/04, publ. 20.01.2010). A method of pressing a metal billet, comprising direct pressing and equal-channel angular pressing combined in one technological operation, which are carried out in a composite matrix having upper and lower parts and a calibrating zone, wherein direct pressing is performed through a calibrating zone, and equal-channel angular pressing is performed at the metal outlet blanks from the said calibrating zone in the intersecting channels of the lower matrix, one of which is located vertically, and the channel intersecting with it is horizontal. The upper part of the composite matrix is made with an axisymmetric cavity, and the part of the workpiece located below the upper part of the matrix and above the plane of the channel line intersection of the lower part of the matrix is subjected to torsion simultaneously with pressing.

Недостатком способа-аналога являются ограничения по длине получаемых изделий, связанные с необходимостью использования исходных заготовок ограниченной длины. К тому же при осуществлении способа необходимо не только обеспечить деформацию исходной заготовки, но и преодолеть пассивные силы трения, возникающие между исходной заготовкой и контейнером, что приводит к формированию повышенных сил прессования. Возникающие при этом высокие контактные напряжения на рабочих поверхностях формообразующей оснастки снижают ее износостойкость.The disadvantage of the analogue method is the restrictions on the length of the products obtained, associated with the need to use the original blanks of limited length. In addition, when implementing the method, it is necessary not only to ensure deformation of the initial billet, but also to overcome the passive friction forces arising between the initial billet and the container, which leads to the formation of increased pressing forces. The resulting high contact stresses on the working surfaces of the forming tooling reduce its wear resistance.

Известен способ обработки металлов давлением, позволяющий упрочнять металл во время обработки, реализуемый по устройству (патент РФ №2181314, B21D 25/02, B21C 25/00, опубл. 20.04.2002). В процессе деформирования заготовка изменяет направление течения два раза, за счет чего происходит сдвиговая деформация и упрочнение материала заготовки. Заготовку пропускают через матрицу с расположенными в ней тремя пересекающимися каналами, геометрически подобными в поперечном сечении - приемным, промежуточным и выходным. Приемный и выходной каналы выполнены параллельно друг другу, причем оси симметрии параллельных каналов разнесены на расстояние K=(0,5-1,5)L, где L - расстояние между стенками приемного канала, а внутренний угол между осями симметрии параллельных каналов и осью симметрии соединяющего их промежуточного канала составляет 90-120°.A known method of processing metals by pressure, allowing to harden the metal during processing, is implemented by the device (RF patent No. 2181314, B21D 25/02, B21C 25/00, publ. 04/20/2002). In the process of deformation, the workpiece changes the flow direction twice, due to which shear deformation and hardening of the workpiece material occurs. The workpiece is passed through a matrix with three intersecting channels located in it, geometrically similar in cross section - receiving, intermediate and output. The receiving and output channels are parallel to each other, and the axis of symmetry of the parallel channels are spaced K = (0.5-1.5) L, where L is the distance between the walls of the receiving channel and the internal angle between the axis of symmetry of the parallel channels and the axis of symmetry connecting the intermediate channel is 90-120 °.

Недостатком аналога является то, что для получения истинной степени деформации e=2,4 данным способом нужно повторить операцию обработки несколько раз, что является трудоемким процессом, особенно в производстве цветных металлов.The disadvantage of the analogue is that to obtain the true degree of deformation e = 2,4 in this way, you need to repeat the processing operation several times, which is a laborious process, especially in the production of non-ferrous metals.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ деформационной обработки металлической заготовки в виде прутка, при котором осуществляют непрерывное равноканальное угловое прессование без значительного изменения поперечного сечения заготовки (патент РФ №2417857 B21J 5/06, B21C 23/00, опубл. 10.05.2011). Способ включает подачу заготовки в рабочий канал, образованный между вращающимся диском со сплошной окружной канавкой и неподвижной ограничивающей основой, окружающей часть длины кольцевой канавки, причем на выходе рабочего канала обеспечивают изменение его направления посредством опорной детали, установленной в кольцевой канавке, а посредством вращения диска обеспечивают продвижение заготовки по рабочему каналу в направлении его выхода и осуществляют при этом непрерывное равноканальное угловое прессование без значительного изменения поперечного сечения заготовки. Непрерывное равноканальное угловое прессование заготовки осуществляют поэтапно, с последовательным уменьшением поперечного сечения рабочего канала на каждом этапе, причем заготовку перед каждым последующим этапом непрерывного равноканального углового прессования подвергают формообразующей пластической деформации при температуре ниже температуры рекристаллизации обрабатываемого материала.The closest in technical essence and the achieved result to the proposed is a method of deformation processing of a metal billet in the form of a rod, in which continuous equal-channel angular pressing is carried out without significant changes in the cross section of the billet (RF patent No. 2417857 B21J 5/06, B21C 23/00, publ. 05/10/2011). The method includes feeding a workpiece into a working channel formed between a rotating disk with a continuous circumferential groove and a fixed bounding base surrounding a part of the length of the annular groove, and at the output of the working channel, they change their direction by means of a support part installed in the annular groove, and by rotating the disk, advancement of the workpiece along the working channel in the direction of its exit and carry out continuous equal-channel angular pressing without significant change eniya cross section of the preform. Continuous equal-channel angular pressing of the workpiece is carried out in stages, with a sequential decrease in the cross section of the working channel at each stage, and the workpiece is subjected to plastic forming deformation at a temperature below the recrystallization temperature of the processed material before each subsequent stage of continuous equal-channel angular pressing.

Недостатком прототипа является то, что заготовку перед каждым последующим этапом непрерывного равноканального прессования подвергают формообразующей пластической деформации, что выражается в большой трудоемкости и занимаемой производственной площади.The disadvantage of the prototype is that the workpiece before each subsequent stage of continuous equal-channel pressing is subjected to a form-forming plastic deformation, which is expressed in the high complexity and occupied production area.

Задача - снижение трудоемкости и энергозатрат процесса.The task is to reduce the complexity and energy consumption of the process.

Технический результат изобретения - обеспечение требуемых механических свойств.The technical result of the invention is the provision of the required mechanical properties.

Поставленная задача достигается способом непрерывного равноканального углового прессования, включающий подачу заготовки в рабочий канал, образованный между вращающимся диском со сплошной окружной канавкой и неподвижной ограничивающей основой, охватывающей часть кольцевой канавки, с обеспечением перемещения заготовки по рабочему каналу в направлении его выхода посредством вращения диска и изменения направления перемещения заготовки на выходе рабочего канала посредством опорной детали, установленной в кольцевой канавке, отличающийся тем, что непрерывное равноканальное угловое прессование производят в условиях интенсивной пластической деформации в три последовательных этапа, со сменой на каждом этапе направления течения металла заготовки на угол Ф=90-120°, после чего осуществляют окончательное пластическое формообразование прутка с уменьшением поперечного сечения заготовки, при этом истинная степень деформации на каждом этапе равноканального углового прессования е≥0,7, а на этапе окончательного формообразования прутка е≥0,3.The task is achieved by the method of continuous equal-channel angular pressing, including feeding the workpiece into the working channel formed between a rotating disk with a continuous circumferential groove and a stationary bounding base covering part of the annular groove, ensuring the workpiece moves along the working channel in the direction of its exit by rotating the disk and changing the direction of movement of the workpiece at the outlet of the working channel by means of a support part mounted in an annular groove, characterized the fact that continuous equal-channel angular pressing is carried out under intensive plastic deformation in three consecutive stages, with changing at each stage the direction of flow of the workpiece metal by an angle Ф = 90-120 °, after which the final plastic shaping of the bar is carried out with a decrease in the cross section of the workpiece, the true degree of deformation at each stage of equal-channel angular pressing is e≥0.7, and at the stage of the final shaping of the bar e≥0.3.

Кроме того, согласно изобретению, в процессе окончательного пластического формообразования получают пруток с поперечным сечением в форме квадрата, овала, прямоугольника и т.д.In addition, according to the invention, in the process of final plastic shaping, a bar with a cross section in the form of a square, oval, rectangle, etc. is obtained.

Технический результат изобретения достигается благодаря тому, что за счет совмещения интенсивной пластической деформации в несколько этапов и пластического формообразования предложенный способ позволяет накапливать истинную степень деформации е≥2,4, при которой существенно улучшаются механические свойства материала.The technical result of the invention is achieved due to the fact that by combining intense plastic deformation in several stages and plastic shaping, the proposed method allows to accumulate the true degree of deformation e≥2.4, which significantly improves the mechanical properties of the material.

Кроме того, благодаря тому, что осуществлено совмещение нескольких этапов обработки в условиях интенсивной пластической деформации сокращает производственный цикл и приводит к снижению затрат электроэнергии за счет исключения операций повторного нагрева перед обработкой, что, следовательно, снижает энергозатраты и трудозатраты по сравнению с прототипами.In addition, due to the fact that the combination of several stages of processing under conditions of intense plastic deformation reduces the production cycle and leads to lower energy costs by eliminating re-heating operations before processing, which, therefore, reduces energy and labor costs compared to prototypes.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена принципиальная схема обработки.The invention is illustrated in the drawing, which shows a schematic diagram of the processing.

На чертеже обозначено: заготовка 1, вращающийся валок 2, ограничивающая основа 3, рабочий канал 4.The drawing indicates: the workpiece 1, the rotating roller 2, bounding the base 3, the working channel 4.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Металлическую заготовку 1 в виде прутка подвергают непрерывному угловому прессованию путем подачи ее на вход рабочего канала, образованного между вращающимся валком 2 с П-образной гравюрой и неподвижной ограничивающей основой башмаком 3, окружающей вращающийся диск и покрывающей часть длины канавки. Посредством вращения валка 2 и возникающих между гравюрой валка 2 и заготовкой 1 сил трения обеспечивают продвижение заготовки 1 через рабочий канал 4 в направлении к выходному отверстию башмака 3. В рабочем канале металл деформируют за три этапа углового прессования, в процессе которых после каждого этапа осуществляют смену направления течения материала на угол Ф1, Ф2, Ф3. Углы на каждом этапе составляют 90-120°. Истинная степень деформации на каждом этапе e≥0,7, а при окончательном формообразовании полуфабриката за счет уменьшения поперечного сечения заготовки истинная степень деформации составляет e≥0,3.The metal billet 1 in the form of a rod is subjected to continuous angular pressing by feeding it to the input of the working channel formed between the rotating roller 2 with a U-shaped engraving and the fixed shoe 3 bounding the base, surrounding the rotating disk and covering part of the groove length. By rotating the roll 2 and the frictional forces arising between the engraving of the roll 2 and the workpiece 1, the workpiece 1 is advanced through the working channel 4 towards the outlet of the shoe 3. In the working channel, the metal is deformed in three stages of angular pressing, during which a change is made after each stage the direction of flow of the material at an angle of f 1 , f 2 , f 3 . The angles at each stage are 90-120 °. The true degree of deformation at each stage is e≥0.7, and during the final shaping of the semi-finished product by reducing the cross section of the workpiece, the true degree of deformation is e≥0.3.

Пример реализации способа.An example implementation of the method.

Деформировали образец из технически чистого алюминия АД1 диаметром 12 мм. Обработку осуществляли по предложенному способу трехкратным угловым прессованием, после каждого этапа осуществляли смену направления течения материала на углы Ф1=Ф2=Ф3=120°. С помощью физического эксперимента были получены значения временного сопротивления разрыву и относительного удлинения. Результаты показаны в таблице, из которой видно, что комплекс указанных механических свойств заготовки при обработке по предложенному способу выше, чем при использовании способа-прототипа.A sample of technically pure aluminum AD1 with a diameter of 12 mm was deformed. The processing was carried out according to the proposed method by three-fold angular pressing, after each stage, the direction of flow of the material was changed to angles Ф 1 = Ф 2 = Ф 3 = 120 °. Using a physical experiment, the values of temporary tensile strength and elongation were obtained. The results are shown in the table, which shows that the complex of the indicated mechanical properties of the workpiece during processing by the proposed method is higher than when using the prototype method.

УстройствоDevice Временное сопротивление разрыву σв, МПаTensile strength σ in MPa Относительное удлинение δ, %Elongation δ,% Базовое(прототип)Basic (prototype) 370370 1616 ПредлагаемоеProposed 381381 88

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить механические свойства обрабатываемых полуфабрикатов, снизить трудоемкость и энергозатраты процесса.Thus, the proposed method can improve the mechanical properties of the processed semi-finished products, reduce the complexity and energy consumption of the process.

Claims (2)

1. Способ непрерывного равноканального углового прессования металлической заготовки в виде прутка, включающий подачу заготовки в рабочий канал, образованный между вращающимся диском со сплошной окружной канавкой и неподвижной ограничивающей основой, охватывающей часть кольцевой канавки, с обеспечением перемещения заготовки по рабочему каналу в направлении его выхода посредством вращения диска и изменения направления перемещения заготовки на выходе рабочего канала посредством опорной детали, установленной в кольцевой канавке, отличающийся тем, что непрерывное равноканальное угловое прессование производят в условиях интенсивной пластической деформации в три последовательных этапа, со сменой на каждом этапе направления течения металла заготовки на угол Ф=90-120°, после чего осуществляют окончательное пластическое формообразование прутка с уменьшением поперечного сечения заготовки, при этом истинная степень деформации на каждом этапе равноканального углового прессования е≥0,7, а на этапе окончательного формообразования прутка е≥0,3.1. A method of continuous equal-channel angular pressing of a metal billet in the form of a rod, comprising feeding the billet into a working channel formed between a rotating disk with a continuous circumferential groove and a stationary bounding base covering part of the annular groove, ensuring the workpiece moves along the working channel in the direction of its exit by rotation of the disk and changing the direction of movement of the workpiece at the output of the working channel by means of a support part installed in the annular groove which consists in the fact that continuous equal-channel angular pressing is carried out under conditions of intensive plastic deformation in three successive stages, with changing at each stage the direction of flow of the workpiece metal by an angle Ф = 90-120 °, after which the final plastic shaping of the bar is carried out with a decrease in the cross section of the workpiece, the true degree of deformation at each stage of equal-channel angular pressing is e≥0.7, and at the stage of the final shaping of the bar e≥0.3. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в процессе окончательного пластического формообразования получают пруток с поперечным сечением в форме квадрата, овала, прямоугольника. 2. The method according to p. 1, characterized in that in the process of final plastic shaping receive a bar with a cross section in the form of a square, oval, rectangle.
RU2013156136/02A 2013-12-17 2013-12-17 Method of continuous equal channel angular pressing of metal blanks in form of rod RU2560474C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013156136/02A RU2560474C2 (en) 2013-12-17 2013-12-17 Method of continuous equal channel angular pressing of metal blanks in form of rod

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013156136/02A RU2560474C2 (en) 2013-12-17 2013-12-17 Method of continuous equal channel angular pressing of metal blanks in form of rod

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013156136A RU2013156136A (en) 2015-06-27
RU2560474C2 true RU2560474C2 (en) 2015-08-20

Family

ID=53497076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013156136/02A RU2560474C2 (en) 2013-12-17 2013-12-17 Method of continuous equal channel angular pressing of metal blanks in form of rod

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2560474C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106269944A (en) * 2016-08-12 2017-01-04 河南农业大学 A kind of ECAE processes the process of 65Mn Steel material
CN106493185A (en) * 2016-12-02 2017-03-15 中铁建电气化局集团康远新材料有限公司 Right angle channel continuous extrusion device
RU2709554C1 (en) * 2018-11-23 2019-12-18 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Method of wire hardening by plastic deformation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU134048A1 (en) * 1958-12-04 1959-11-30 П.А. Ионин An instrument for spectral analysis of light reflected from ore minerals, coal, etc. of objects
RU2021064C1 (en) * 1991-04-09 1994-10-15 Институт проблем сверхпластичности металлов РАН Method for treatment of axis-symmetrical blanks by twisting
WO2007001428A2 (en) * 2004-12-16 2007-01-04 The Regents Of The University Of California Continuous equal channel angular pressing
RU2417857C1 (en) * 2010-01-11 2011-05-10 Георгий Иосифович Рааб Method of deformation processing of metal rod-like workpiece

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU134048A1 (en) * 1958-12-04 1959-11-30 П.А. Ионин An instrument for spectral analysis of light reflected from ore minerals, coal, etc. of objects
RU2021064C1 (en) * 1991-04-09 1994-10-15 Институт проблем сверхпластичности металлов РАН Method for treatment of axis-symmetrical blanks by twisting
WO2007001428A2 (en) * 2004-12-16 2007-01-04 The Regents Of The University Of California Continuous equal channel angular pressing
RU2417857C1 (en) * 2010-01-11 2011-05-10 Георгий Иосифович Рааб Method of deformation processing of metal rod-like workpiece

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106269944A (en) * 2016-08-12 2017-01-04 河南农业大学 A kind of ECAE processes the process of 65Mn Steel material
CN106493185A (en) * 2016-12-02 2017-03-15 中铁建电气化局集团康远新材料有限公司 Right angle channel continuous extrusion device
RU2709554C1 (en) * 2018-11-23 2019-12-18 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Method of wire hardening by plastic deformation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013156136A (en) 2015-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103894435B (en) Prepare reciprocating extrusion device and the processing method thereof of superfine crystal grain magnesium alloy
CN103894436A (en) Reciprocating extruding device and machining method of reinforced magnesium alloy tube
Sergey et al. Influence of combined process “rolling-pressing” on microstructure and mechanical properties of copper
CN104307912B (en) A kind of variable conduit extrusion rolling building mortion and manufacturing process thereof
CN105537474A (en) Manufacturing method for C-shaped section ring forge pieces made from Haynes 188 alloy
RU2560474C2 (en) Method of continuous equal channel angular pressing of metal blanks in form of rod
CN104525675A (en) Gas bulging hot formation process of boron steel tube
CN112296111B (en) Plastic forming method of large-scale complex special-shaped structural part
CN104841792A (en) Molding process of reverse cylinder workpiece having flange at end
CN108237197B (en) A kind of forging method improving the flaw detection of structural steel large-sized ring part
US20180093316A1 (en) Method and apparatus for forming a compound curvature metal skin
JP6864955B2 (en) How to make bars from titanium alloys
RU2406588C2 (en) Method of forging in four-hammer forging device
CN105750840A (en) Method for forging tee-joint forge piece
KR20170018935A (en) Method and arrangement for producing open or closed annular structural components made of light metal and alloys thereof, having a two- or three-dimensional structure
RU2563083C1 (en) Method of manufacture of long-length work piece from titanium alloy
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"
RU2706392C1 (en) Method of manufacturing large-size forgings of half-cases of ball valves
RU2570268C1 (en) Method of plastic structuring of metal
RU2519078C1 (en) Method of combined casting, rolling and forming and device to this end
Gontarz et al. New Technologies for Producing Bicycle Hub Forging
RU2686704C1 (en) Method of producing long-axis articles
Kliber Advanced forming technology
RU2523158C2 (en) Method and device for production of large-sized ribbed panels
KR102583132B1 (en) Method of forged parts production and four-die forging device for its implementation

Legal Events

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

Effective date: 20161218