RU2574900C1 - Способ изготовления биметаллических переходников малого диаметра многопереходной штамповкой - Google Patents
Способ изготовления биметаллических переходников малого диаметра многопереходной штамповкой Download PDFInfo
- Publication number
- RU2574900C1 RU2574900C1 RU2014129708/02A RU2014129708A RU2574900C1 RU 2574900 C1 RU2574900 C1 RU 2574900C1 RU 2014129708/02 A RU2014129708/02 A RU 2014129708/02A RU 2014129708 A RU2014129708 A RU 2014129708A RU 2574900 C1 RU2574900 C1 RU 2574900C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bimetallic
- billet
- workpiece
- stamping
- transition
- Prior art date
Links
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- 238000003754 machining Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 7
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 6
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 2
- 210000001736 Capillaries Anatomy 0.000 description 1
- 101710032250 MICAL1 Proteins 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к изготовлению малогабаритных трубчатых переходников из разнородных материалов методом многопереходной штамповки из биметаллического листа. Штамповку трубчатых заготовок осуществляют из плоских дисковых заготовок путем формовки конических заготовок с углом 60° и 30°. С третьего перехода производят формообразование конуса с углом от 1° до 5° с приложением нагрузки ко дну заготовки. На последнем переходе осуществляют калибровку цилиндрической заготовки. Затем механической обработкой получают готовый переходник. Повышается качество готового биметаллического переходника за счет снижения напряжений. 6 ил.
Description
Изобретение относится к изготовлению малогабаритных трубчатых переходников из разнородных материалов методом многопереходной штамповки из биметаллического листа, при котором многопереходную штамповку трубчатых заготовок осуществляют из плоских дисковых заготовок, полученных механической обработкой из биметаллического листа.
Известен способ изготовления биметаллических переходников, согласно которому из биметаллического листа, слои которого имеют разную пластичность, получают дисковую заготовку. Во внутреннем слое, с большей пластичностью, выполняют проточку слоя по периферии, а в наружном слое, с меньшей пластичностью, удаляют центральную часть. Затем формообразование изделия производят посредством штамповки-вытяжки заготовки. В результате получают полуфабрикат в форме стакана. Далее производят механическую обработку полуфабриката и получают переходник (см. патент РФ №2402397, B21D 51/16, 2009 г.).
Недостатком данного способа является то, что вводятся дополнительные операции механической обработки, а это ведет к увеличению цикла производства переходника.
Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления биметаллических переходников малого диаметра многопереходной штамповкой из биметаллического листа, при котором штамповку трубчатых заготовок осуществляют из плоских дисковых заготовок методом формовки конических заготовок с углом 60° и 30° на первом и втором переходе соответственно. Начиная с третьего перехода, переформовку осуществляют вытяжкой цилиндрических заготовок с большего диаметра на меньший с приложением нагрузки к дну заготовки с разовой деформацией по переходам от 8% до 12%. На последних переходах осуществляется обжим по цилиндру заготовки с приложением нагрузки по торцу заготовки, и получением механической обработкой готового биметаллического переходника (см. патент РФ №2403117, B21D 51/16, 2010 г.).
В данном способе с целью снижения напряжений по кромке фланца и во избежание образования расслоений по зоне сцепления композиционных слоев, не допускается штамповка «напровал», а производится недоштамповка по высоте с последующим выталкиванием заготовки из матрицы в направлении обратном направлению штамповки. Указанное обстоятельство является недостатком процесса штамповки, так как при выталкивании заготовка испытывает дополнительные значительные напряжения, что нежелательно в части обеспечения требуемого качества готового переходника по герметичности соединения слоев и вакуумной плотности.
Задачей, на решение которой направлено настоящее техническое решение, является снижение до минимальных значений напряжения, возникающего в заготовке при ее выталкивании из матрицы и повышение качества готового биметаллического переходника.
Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления биметаллических переходников малого диаметра многопереходной штамповкой из биметаллического листа, при котором штамповку трубчатой заготовки осуществляют из плоской дисковой заготовки путем формовки конической заготовки с углом 60° и 30° с дальнейшим формообразованием полученной заготовки с большего диаметра на меньший диаметр и получение механической обработкой готового переходника, согласно изобретению формообразование с третьего перехода осуществляют с получением конической заготовки с углом конуса от 1° до 5°, а на последнем переходе осуществляют калибровку цилиндрической заготовки.
Отличительными признаками заявленного технического решения являются:
- формообразование, начиная с третьего перехода, осуществляется с получением конической заготовки с углом конуса от 1° до 5°, что дает снижение напряжения, возникающего при выталкивании заготовки из матрицы. Меньшее значение нижнего предела угла конуса (менее 1°) является нецелесообразным, т.к. такой маленький угол не обеспечивает эффекта снижения напряжения при выталкивании заготовки из матрицы. Значения верхнего предела угла конуса (5°) является достаточным для того, чтобы снизить напряжения при выталкивании заготовки из матрицы. Таким образом, угол диапазона конуса от 1° до 5° является оптимальным для обеспечения снижения напряжений;
- осуществляется калибровка цилиндрической заготовки на последнем переходе, что обеспечивает получение биметаллического переходника согласно требуемым размерам.
При выталкивании из матрицы конической заготовки, возникающие напряжения в заготовке приближаются к нулю, а на последнем переходе калибровкой доводят заготовку биметаллического переходника до заданных параметров, следовательно, обеспечивается решение поставленной задачи и высокое качество готового биметаллического переходника.
Сравнение заявляемого технического решения - способ изготовления биметаллических переходников малого диаметра многопереходной штамповкой - с уровнем техники по научно-технической литературе и патентным источникам показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения не была известна. Следовательно, оно соответствует условию патентоспособности - «новизна».
Заявляемое решение может быть промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности - «промышленная применимость».
Предлагаемый способ изготовления биметаллических переходников поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 приведена исходная заготовка, полученная из биметаллического листа механической обработкой;
на фиг. 2 - конфигурация заготовки после первого перехода штамповки;
на фиг. 3 - конфигурация заготовки после второго перехода штамповки;
на фиг. 4 - конфигурация заготовки после третьего перехода штамповки и на последующих переходах штамповки (за исключением последнего перехода);
на фиг. 5 - конфигурация заготовки после последнего перехода штамповки (калибровки);
на фиг. 6 - конфигурация и схема изготовления механической обработкой готового биметаллического переходника, согласно чертежу и требований конструкторской документации, из штампованной заготовки.
Для получения переходника требуемых размеров используется биметаллический лист, состоящий из стального слоя 12Х18Н10Т и алюминиевого слоя АМг6, которые соединяются между собой прокаткой с наличием прослойки из алюминиевого сплава АД1. Штамповку трубчатой заготовки осуществляют из плоской дисковой заготовки с исходными данными - диаметром Dзаг и толщиной So (фиг. 1).
Затем на первом и втором переходе путем формовки конических заготовок с углом 60° и 30° соответственно получают наружные диаметры D1, D2, толщину стенки заготовки S1, S2, диаметры плоской части донышка заготовки d1, d2, радиусы донной части заготовки R1 R2, высоту заготовки h1, h2 (фиг. 2, фиг. 3).
С третьего перехода формообразование (вытяжку) конуса с углом от 1° до 5° заготовки осуществляют с приложением нагрузки в дно заготовки. Количество переходов определяется размерами заготовки. Приложение нагрузки в дно заготовки выполняют при диаметре пуансона не менее 20 мм. На последующих переходах производят обжим конуса с углом от 1° до 5° с приложением усилия по торцу заготовки, в результате получают диаметр заготовки Dn, толщину стенки заготовки Sn, радиус донной части заготовки Rn, высоту заготовки hn (фиг. 4).
На последнем переходе выполняют калибровку цилиндрической заготовки с размерами на выходе D - диаметр заготовки, R - радиус донной части, h - высота заготовки (фиг. 5, фиг. 6).
Общее количество переходов (п) и припуски на штамповку для каждого переходника определяются технологическим расчетом.
После штамповки производят механическую обработку заготовки с обеспечением стального слоя 12Х18Н10Т со стороны донной части заготовки, а из алюминиевого сплава АМг6 - со стороны открытого торца заготовки. В итоге поучают готовый биметаллический переходник согласно конструкторской документации с размерами: Dдет - наружный диаметр готового переходника, dу - внутренний диаметр готового переходника (диаметр проходного сечения), hдет - высота готового переходника (фиг. 6).
Пример осуществления способа
Изготавливали заготовки малогабаритного биметаллического переходника композиции 12Х18Н10Т-АД1-АМг6, предназначенного для сварки трубопроводных магистралей из алюминиевого сплава АМг6 диаметром 15,5 мм с толщиной стенки 1,5 мм с одного торца и из нержавеющей стали 12Х18Н10Т диаметром 20,5 мм с толщиной стенки 1,0 мм с другого торца.
Из биметаллического листа толщиной 3,7 мм (толщина слоев компонентов 1,65-0,25-1,8 мм) на гильотинных ножницах нарезали заготовки (карты) 70,0×70,0 мм, затем механической обработкой получали заготовки (диск) ⌀63 мм (фиг. 1).
Исходный биметаллический лист получен с ВИЛСа, где он прошел испытания на межкристаллическую коррозию, контроль химического состава, контроль механических свойств.
Исходный биметаллический лист, изготовленный по ТУ 1-9-556-2006, имея характеристики по химическому составу стального слоя C=0,06%, Cr=17,75%, Ni=10,8%, Ti=0,50%, алюминиевого слоя Mg=5,8%, Mn=0,60%, Ti=0,70%, по свойствам предел прочности σв=54-57 кгс/мм2, предел текучести σт=44-45 кгс/мм2, относительное удлинение δ=29,0%.
Штамповка выполнялась на гидравлическом прессе усилием 160 тс в экспериментальной штамповой оснастке за девять переходов:
I переход - формовка конической заготовки: D1=50 мм, высота 19 мм, угол 60° (фиг. 2);
II переход - формовка конической заготовки: D2=40 мм, высота 23 мм, угол 30° (фиг. 3);
III-V переходы - формообразование (вытяжка) конуса с углом 1°-2° с приложением усилия в дно заготовки (фиг.4);
VI-VIII переходы - формообразование (обжим) конуса с утлом 1°-2° с приложением усилия в торец заготовки (фиг. 4);
IX переход - калибровка диаметра D=20,8 мм (фиг. 5).
Из отштампованной заготовки изготовлены 2 образца для механических испытаний с определением τсреза, величина которого по конструкторской документации должна быть не менее 6,0 кгс/мм2, на образце получено τcp1=6,7 кгс/мм2, τср2=7,5 кгс/мм2. Заготовки проточены по наружному и внутреннему диаметру, прошли ультразвуковой контроль и контроль капиллярной дефектоскопией, дефектов не обнаружено. Изготовлены два образца на выхожалость, полученные размеры готового переходника соответствуют требованиям конструкторской документации (фиг. 6).
Claims (1)
- Способ изготовления биметаллических переходников малого диаметра многопереходной штамповкой из биметаллического листа, включающий штамповку трубчатой заготовки из плоской дисковой заготовки путем формовки конической заготовки с углом 60° и 30° на первом и втором переходе с дальнейшим формообразованием полученной заготовки с большого диаметра на меньший диаметр и получение механической обработкой готового переходника, отличающийся тем, что с третьего перехода формообразование осуществляют с получением конической заготовки с углом конуса от 1° до 5°, а на последнем переходе осуществляют калибровку цилиндрической заготовки.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2574900C1 true RU2574900C1 (ru) | 2016-02-10 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU685390A1 (ru) * | 1978-04-10 | 1979-09-15 | Предприятие П/Я В-2190 | Способ изготовлени биметаллических переходников |
SU724246A1 (ru) * | 1978-09-22 | 1980-03-30 | Предприятие П/Я В-2190 | Способ изготовлени биметаллических переходников |
JP2003145225A (ja) * | 2001-11-12 | 2003-05-20 | Japan Science & Technology Corp | 異種金属材料の深絞り加工方法 |
SU1840340A1 (ru) * | 1979-05-03 | 2006-09-20 | Научно-производственное объединение "Энергия" им. акад. С.П.Королева | Способ изготовления деталей типа втулок |
RU2403117C2 (ru) * | 2008-12-15 | 2010-11-10 | Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт "Гермес" | Способ изготовления биметаллических переходников малого диаметра многопереходной штамповкой |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU685390A1 (ru) * | 1978-04-10 | 1979-09-15 | Предприятие П/Я В-2190 | Способ изготовлени биметаллических переходников |
SU724246A1 (ru) * | 1978-09-22 | 1980-03-30 | Предприятие П/Я В-2190 | Способ изготовлени биметаллических переходников |
SU1840340A1 (ru) * | 1979-05-03 | 2006-09-20 | Научно-производственное объединение "Энергия" им. акад. С.П.Королева | Способ изготовления деталей типа втулок |
JP2003145225A (ja) * | 2001-11-12 | 2003-05-20 | Japan Science & Technology Corp | 異種金属材料の深絞り加工方法 |
RU2403117C2 (ru) * | 2008-12-15 | 2010-11-10 | Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт "Гермес" | Способ изготовления биметаллических переходников малого диаметра многопереходной штамповкой |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2690262B1 (en) | Method for manufacturing hollow engine valve | |
Meng et al. | Ductile fracture and deformation behavior in progressive microforming | |
CN107723632B (zh) | 具有高可成形性的铝板和所述铝板制成的铝容器 | |
RU2633116C2 (ru) | Способ формования экструдированной конструкционной трубы | |
US10815558B2 (en) | Method for preparing rods from titanium-based alloys | |
Borrego et al. | On the study of the single-stage hole-flanging process by SPIF | |
JP2000071046A (ja) | 段付及び鍔付環状部材の製造方法 | |
US9962753B2 (en) | Tool for preforming a tube for subsequent internal high pressure forming, as well as a method for producing such a tool and for producing a component by internal high pressure forming | |
RU2574900C1 (ru) | Способ изготовления биметаллических переходников малого диаметра многопереходной штамповкой | |
Swapna et al. | A review on deep drawing process | |
Kumar et al. | A novel automated design calculating system for axisymmetric thin-walled structures by deep drawing process | |
CN109570432B (zh) | 一种基于冲孔用剪切模具的铝合金锻环制造方法 | |
Kuhfuss et al. | Process chains in microforming technology using scaling effects | |
RU2446909C2 (ru) | Способ изготовления гильз патронов стрелкового оружия | |
RU2707376C9 (ru) | Способ изготовления трубных изделий высокой точности из гафния | |
CN105945190A (zh) | 一种大型模块的自由锻造工艺 | |
RU2403117C2 (ru) | Способ изготовления биметаллических переходников малого диаметра многопереходной штамповкой | |
US20180029097A1 (en) | Hydrostatic cyclic expansion extrusion process for producing ultrafine-grained rods | |
Mohammed | Effect of Forming Method on the Behavior of the Drawing Process of a Complex Shape | |
RU2626253C2 (ru) | Способ формообразования листовых деталей двоякой кривизны | |
Jabar et al. | The effect of die and blank holder geometry on the hardness of sheet metal formed by the stamping process | |
RU2673591C1 (ru) | Способ изготовления стальных тонкостенных осесимметричных сосудов | |
RU2759281C1 (ru) | Способ изготовления полупустотелых стержневых ступенчатых деталей | |
CN113784808B (zh) | 精密锻造法、精密锻造装置及精密锻造件 | |
RU2352430C2 (ru) | Способ изготовления пустотелых изделий |