RU2581539C2 - Method of manufacturing of cavity and hole in blank - Google Patents

Method of manufacturing of cavity and hole in blank Download PDF

Info

Publication number
RU2581539C2
RU2581539C2 RU2014117424/02A RU2014117424A RU2581539C2 RU 2581539 C2 RU2581539 C2 RU 2581539C2 RU 2014117424/02 A RU2014117424/02 A RU 2014117424/02A RU 2014117424 A RU2014117424 A RU 2014117424A RU 2581539 C2 RU2581539 C2 RU 2581539C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
insert
liquid
rheological
blank
pellets
Prior art date
Application number
RU2014117424/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014117424A (en
Inventor
Владислав Павлович Смоленцев
Наталья Владимировна Пишкова
Галина Николаевна Климова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет"
Priority to RU2014117424/02A priority Critical patent/RU2581539C2/en
Publication of RU2014117424A publication Critical patent/RU2014117424A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2581539C2 publication Critical patent/RU2581539C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: under the method on the insert a layer of rheological liquid is applied, on the later the axisymmetric pellets of low-melting material are put, then the insert with liquid and pellets is inserted in the magnetic field and held until solidification of the rheological liquid; then the insert with the rheological liquid and pellets is installed in the die-mould and pressed until blank formation, then the magnetic field is removed, the rheological liquid is removed, and blank is sintered at temperature exceeding the melt temperature of the pellets material, the melted pellets are removed, and the insert is removed from the blank.
EFFECT: increased quality of the blanks upon labour intensity decreasing of the blanks manufacturing with cavities or holes.
5 dwg, 2 ex

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении прессованных металлических и диэлектрических заготовок, имеющих открытые полости и отверстия.The invention relates to mechanical engineering and can be used in the manufacture of extruded metal and dielectric blanks having open cavities and openings.

Известен способ изготовления охлаждающих каналов в металлической заготовке турбинной лопатки, включающий закладку перед штамповкой стержней-заполнителей, которые вытравливаются в течение 35-50 часов [1], стр. 67. К недостаткам способа относится высокая трудоемкость удаления заполнителя, нарушение качества поверхностного слоя, точности и прочности каналов из-за воздействия травителя.A known method of manufacturing cooling channels in a metal billet of a turbine blade, including a tab before stamping the core rods, which are etched for 35-50 hours [1], p. 67. The disadvantages of the method include the high complexity of removing the aggregate, violation of the quality of the surface layer, accuracy and channel strength due to the effect of the etchant.

Наиболее близким является способ получения отверстий в диэлектрических прессованных заготовках путем электрохимического удаления металлических вставок вдоль их длины [2], который заключается в том, что с целью расширения технологических возможностей за счет получения глубоких отверстий вставку выполняют в виде втулки, внутри которой размещают изолированный токоподвод.The closest is a method of producing holes in dielectric pressed blanks by electrochemical removal of metal inserts along their length [2], which consists in the fact that in order to expand technological capabilities by obtaining deep holes, the insert is made in the form of a sleeve, inside which an insulated current lead is placed.

Недостатками способа являются: высокая трудоемкость удаления вставок, ограничение глубины отверстий, возможность изготовления деталей только из диэлектрических материалов.The disadvantages of the method are: the high complexity of removing the inserts, limiting the depth of the holes, the possibility of manufacturing parts only from dielectric materials.

Изобретение направлено на снижение трудоемкости изготовления прессованных металлических заготовок с полостями и отверстиями, повышение качества.The invention is aimed at reducing the complexity of manufacturing pressed metal billets with cavities and holes, improving the quality.

Это достигается тем, что до прессования заготовки на вставки, помещаемые в места нахождения полостей и отверстий, наносят слой реологической жидкости, на которую одним слоем насыпают осесимметричные гранулы из легкоплавкого материала, вставку с жидкостью и гранулами помещают в магнитное поле и выдерживают до затвердевания реологической жидкости, затем устанавливают в пресс-форму и прессуют заготовку, после чего снимают магнитное поле и удаляют реологическую жидкость, далее спекают заготовку при температуре выше температуры плавления материала гранул, удаляют расплавленные гранулы и вынимают из заготовки вставки.This is achieved by the fact that prior to pressing the blank on the inserts placed in the locations of the cavities and holes, a layer of rheological liquid is applied, onto which axisymmetric granules of fusible material are poured with one layer, the insert with the liquid and granules is placed in a magnetic field and held until the rheological liquid solidifies then install into the mold and press the workpiece, then remove the magnetic field and remove the rheological liquid, then sinter the workpiece at a temperature above the melting point granule material, molten granules are removed and taken out of the insert blank.

Способ поясняется следующими чертежами: на фиг. 1 показана вставка по форме полости или отверстия с нанесенным слом реологической жидкости; на фиг. 2 - вставка после нанесения в реологическую жидкость слоя гранул; фиг. 3 - схема прессования заготовки с вставками; фиг. 4 - спекание заготовки и расплавление материала вставок; фиг. 5 - готовая спеченная заготовка.The method is illustrated by the following drawings: in FIG. 1 shows an insert in the form of a cavity or hole with a rheological fluid scrapped; in FIG. 2 - insert after applying a layer of granules into the rheological fluid; FIG. 3 is a diagram of the pressing of a workpiece with inserts; FIG. 4 - sintering of the workpiece and the melting of the material of the inserts; FIG. 5 - finished sintered billet.

Способ осуществляется следующим образом: выполняют вставку 1 (фиг. 1), имеющую форму полости или отверстия с размерами, уменьшенными на двойную величину размера гранулы 2 (фиг. 2). Гранулы 2 должны иметь осесимметричную форму, например шара, что гарантирует точность полостей или отверстий в получаемых заготовках. На вставку 1 наносят, например окунанием, слой реологической жидкости 3 (фиг. 1) на длину вставки 1, не менее глубины полости или отверстия в заготовке 5 (фиг. 3). Вставку 1 с гранулами 2 и реологической жидкостью 3 помещают в магнитное поле 4 (фиг. 2) и выдерживают до затвердевания реологической жидкости 3. После этого вставку 1 с гранулами 2 в реологической жидкости 3 помещают на место положения полостей или отверстий в заготовке 5 и прессуют силой «Р», определяемой в каждом конкретном случае, в пресс-форме 6 до формирования заготовки 5 (фиг. 3). Снимают магнитное поле 4, после чего реологическая жидкость 3 переходит в жидкое состояние и удаляется (фиг. 3) из пространства между вставкой 1 и заготовкой 5. Удаление жидкости 3 необходимо, т.к. при нагреве она может возгораться или выделять токсичные вещества. Спрессованную заготовку 5 (фиг. 3) вынимают из пресс-формы и спекают (фиг. 4) до получения требуемых свойств материала заготовки 5, расплавления гранул 2 (фиг. 3) и получения жидкого материала 7, который удаляют из пространства между вставкой 1 и заготовкой 5 (фиг. 4) вставку 1, после чего получают готовую прессованную заготовку 5 (фиг. 5) с полостью или отверстием 8.The method is as follows: perform insert 1 (Fig. 1), having the shape of a cavity or hole with dimensions reduced by twice the size of the granule 2 (Fig. 2). Granules 2 must have an axisymmetric shape, for example a ball, which guarantees the accuracy of cavities or holes in the resulting workpieces. On insert 1, for example, by dipping, apply a layer of rheological fluid 3 (Fig. 1) to the length of insert 1, not less than the depth of the cavity or hole in the workpiece 5 (Fig. 3). An insert 1 with granules 2 and a rheological liquid 3 is placed in a magnetic field 4 (Fig. 2) and held until the rheological liquid 3 solidifies. After that, an insert 1 with granules 2 in a rheological liquid 3 is placed in the position of the cavities or holes in the blank 5 and pressed force "P", determined in each case, in the mold 6 to the formation of the workpiece 5 (Fig. 3). The magnetic field 4 is removed, after which the rheological liquid 3 goes into a liquid state and is removed (Fig. 3) from the space between the insert 1 and the workpiece 5. Removing the liquid 3 is necessary, because when heated, it can ignite or release toxic substances. The pressed billet 5 (Fig. 3) is removed from the mold and sintered (Fig. 4) until the desired material properties of the billet 5 are obtained, the granules 2 melt (Fig. 3) and liquid material 7 is removed, which is removed from the space between insert 1 and blank 5 (Fig. 4) insert 1, after which receive a finished pressed blank 5 (Fig. 5) with a cavity or hole 8.

Пример 1 использования способа: в керамической диэлектрической прессованной заготовке нужно получить сферическую полость диаметром 1 мм на глубину 3 мм. Используют реологическую жидкость МК2-40, гранулы из цинкового сплава сферической формы с радиусом 0,12 мм. Тогда радиус рабочей части вставки будет 0,88 мм, диаметр цилиндрической части 1,76 мм. После нанесения окунанием реологической жидкости на вставку ее обсыпают одним слоем цинковых гранул и вдавливают их до контакта с вставкой, после чего вставку помещают в пространство между электромагнитами и создают напряженность поля 20·103 А/м, что для реологической жидкости на базе магнетита (МК2-40) обеспечивает магнитную индукцию 0,029 Тл. При таких режимах время «застывания» реологической жидкости небольшой глубины составляет 3-4 секунды. Заготовка прессуется из порошка минералокерамики ЦН 222. В конце прессования электромагнит выключают, после чего через 6-7 секунд образуется жидкая фаза реологической жидкости, которая сливается для последующего использования.Example 1 of the use of the method: in a ceramic dielectric pressed billet, it is necessary to obtain a spherical cavity with a diameter of 1 mm to a depth of 3 mm. Use rheological liquid MK2-40, granules of zinc alloy spherical shape with a radius of 0.12 mm. Then the radius of the working part of the insert will be 0.88 mm, the diameter of the cylindrical part 1.76 mm. After dipping the rheological liquid onto the insert, it is sprinkled with one layer of zinc granules and pressed into contact with the insert, after which the insert is placed in the space between the electromagnets and a field strength of 20 · 10 3 A / m is created, which is for magnetite-based rheological liquid (MK2 -40) provides a magnetic induction of 0.029 T. Under such conditions, the time of "solidification" of a rheological fluid of small depth is 3-4 seconds. The workpiece is pressed from the ceramic mineral powder ЦН 222. At the end of the pressing, the electromagnet is turned off, after which, after 6-7 seconds, the liquid phase of the rheological liquid forms, which merges for subsequent use.

Заготовку с вставкой помещают в печь для спекания при 1200 К в течение 2-5 минут. За это время цинковый сплав гранул с температурой плавления около 700 К переходит в жидкое состояние и вытекает из зазора между вставкой и заготовкой. После этого вставка вынимается из заготовки, которая имеет полость радиусом 1-0,3 мм и глубину 3,2 0.3 0.2

Figure 00000001
мм. Шероховатость поверхности полости 1,25 мкм, что соответствует требованиям чертежа. Общее время изготовления заготовки не превышало 1 часа, что на порядок ниже, чем при других методах.A blank with an insert is placed in a sintering furnace at 1200 K for 2-5 minutes. During this time, the zinc alloy of granules with a melting point of about 700 K goes into a liquid state and flows from the gap between the insert and the workpiece. After that, the insert is removed from the workpiece, which has a cavity with a radius of 1 -0.3 mm and depth 3.2 - 0.3 - 0.2
Figure 00000001
mm The surface roughness of the cavity is 1.25 μm, which corresponds to the requirements of the drawing. The total production time of the workpiece did not exceed 1 hour, which is an order of magnitude lower than with other methods.

Пример 2. В твердосплавной заготовке матрицы высадочного штампа из вольфрамо-кобальтого сплава ВК20 необходимо получить сквозное отверстие диаметром 2,8 мм. Используя те же гранулы и реологическую жидкость, как в примере 1, получаем диаметр вставки 2,56 мм. При прессовании применяют силу 1,2·104 Па. Температура спекания 1700 К, остальные параметры аналогичны рассмотренным в примере 1. После удаления вставки получено отверстие с диаметром 3 0.5 0.2

Figure 00000002
с шероховатостью 0,63 мкм, что соответствует требованиям чертежа. Трудоемкость изготовления матрицы снизилась в 28 раз по сравнению с эрозионной прошивкой и доводкой отверстия на доводочном станке.Example 2. In the carbide billet die of a die of a die from a tungsten-cobalt alloy VK20, it is necessary to obtain a through hole with a diameter of 2.8 mm. Using the same granules and rheological fluid, as in example 1, we obtain an insert diameter of 2.56 mm. When pressing, a force of 1.2 · 10 4 Pa is used. Sintering temperature 1700 K, other parameters are similar to those considered in example 1. After removing the insert, a hole with a diameter is obtained 3 - 0.5 - 0.2
Figure 00000002
with a roughness of 0.63 microns, which corresponds to the requirements of the drawing. The complexity of manufacturing the matrix decreased by 28 times compared with erosion firmware and lapping holes on the finishing machine.

Источники информацииInformation sources

1. Изготовление основных деталей авиадвигателей / М.И.Евстигнеев и др. М.: Машиностроение. 1972 - 448 с.1. The manufacture of the main parts of aircraft engines / M.I.Evstigneev and others. M .: Engineering. 1972 - 448 p.

2. Авторское свидетельство 1673329 (СССР) Электрохимическое получение отверстий малого диаметра в диэлектриках (Авт. В.П.Смоленцев, В.Т.Трофимов, В.В.Трофимов). Бюл. изобр. №32, 1991.2. Copyright certificate 1673329 (USSR) Electrochemical production of small diameter holes in dielectrics (Auth. V.P. Smolentsev, V.T. Trofimov, V.V. Trofimov). Bull. fig. No. 32, 1991.

Claims (1)

Способ изготовления прессованной заготовки с отверстием, включающий использование вставки и пресс-формы, отличающийся тем, что на вставку наносят слой реологической жидкости, на который насыпают осесимметричные гранулы из легкоплавкого материала, затем вставку с жидкостью и гранулами помещают в магнитное поле и выдерживают до затвердевания реологической жидкости, затем вставку с реологической жидкостью и гранулами устанавливают в пресс-форму и прессуют до формирования заготовки, после чего снимают магнитное поле, удаляют реологическую жидкость и спекают заготовку при температуре выше температуры плавления материала гранул, удаляют расплавленные гранулы и вынимают вставку из готовой заготовки. A method of manufacturing a pressed billet with a hole, including the use of an insert and a mold, characterized in that a layer of rheological liquid is applied to the insert, onto which axisymmetric granules are made of fusible material, then the insert with liquid and granules is placed in a magnetic field and held until the rheological solidifies liquid, then the insert with rheological liquid and granules is installed in the mold and pressed until the workpiece is formed, after which the magnetic field is removed, the rheological is removed th liquid and sintered preform at a temperature above the melting temperature of the material pellets, the melt granules are removed and the insert is removed from the finished workpiece.
RU2014117424/02A 2014-04-29 2014-04-29 Method of manufacturing of cavity and hole in blank RU2581539C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014117424/02A RU2581539C2 (en) 2014-04-29 2014-04-29 Method of manufacturing of cavity and hole in blank

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014117424/02A RU2581539C2 (en) 2014-04-29 2014-04-29 Method of manufacturing of cavity and hole in blank

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014117424A RU2014117424A (en) 2015-11-10
RU2581539C2 true RU2581539C2 (en) 2016-04-20

Family

ID=54536173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014117424/02A RU2581539C2 (en) 2014-04-29 2014-04-29 Method of manufacturing of cavity and hole in blank

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2581539C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU954187A1 (en) * 1980-09-15 1982-08-30 Донецкий Филиал Центрального Научно-Исследовательского Технологического Института Method and apparatus for dynamic compacting of powder products
SU1660843A1 (en) * 1987-03-20 1991-07-07 Новгородский Политехнический Институт Method and apparatus for compaction of holed articles
SU1673329A1 (en) * 1989-05-03 1991-08-30 В.П.Смоленцев, В.Т.Трофимов и В.В.Трофимов Method for manufacture of dielectric parts with holes
RU2025214C1 (en) * 1992-03-14 1994-12-30 Товарищество с ограниченной ответственностью предприятие "Томех" Method of molding products with openings from powdered materials

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU954187A1 (en) * 1980-09-15 1982-08-30 Донецкий Филиал Центрального Научно-Исследовательского Технологического Института Method and apparatus for dynamic compacting of powder products
SU1660843A1 (en) * 1987-03-20 1991-07-07 Новгородский Политехнический Институт Method and apparatus for compaction of holed articles
SU1673329A1 (en) * 1989-05-03 1991-08-30 В.П.Смоленцев, В.Т.Трофимов и В.В.Трофимов Method for manufacture of dielectric parts with holes
RU2025214C1 (en) * 1992-03-14 1994-12-30 Товарищество с ограниченной ответственностью предприятие "Томех" Method of molding products with openings from powdered materials

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014117424A (en) 2015-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zaw et al. Formation of a new EDM electrode material using sintering techniques
JP5417557B2 (en) Internal gear manufacturing method
CN106488817B (en) Layer-by-layer manufacturing method in laser melting (SLS) of gravity die casting process
CN104607580A (en) Forging forming technology of aluminum alloy straight-flanked ring with extra-large specification
CN103240391B (en) Method for preparing metal core for investment casting and precision investment casting method for aluminum alloy casting based on metal core
CN103691888B (en) A kind of composite core shapes the casting method of special-shaped pore
JP5936648B2 (en) Press forming method and press forming apparatus of semi-solid metal material
CN101885068B (en) Systems and methods to produce forged powder metal parts with transverse features
CN103480801A (en) Novel preparation method for casting crankshaft oil bore
US20080308750A1 (en) Method for treating a tribologically stress-resistant surface of a workpiece
RU2581539C2 (en) Method of manufacturing of cavity and hole in blank
Lakshmi et al. Induction reheating of A356. 2 aluminum alloy and thixocasting as automobile component
DE112015001193B4 (en) Slurry for forming a mold, mold, and method of making a mold
RU2696164C1 (en) Method of bimetallic articles production by forging of liquid metal
EP4310398A3 (en) Method to produce a heat shield panel assembly
JP2012067717A (en) Cylinder liner and manufacturing method thereof
CN104588612A (en) High-melting-point alloy thixoforming device and forming process
JP2007185696A (en) Steel casting method and steel casting metallic mold
US2962777A (en) Method of and means for making castings
JP6969411B2 (en) Continuous casting method of Cu-Zn-Si based alloy
JP2003260535A (en) Production method for bottomed parts
JP2016043377A (en) Continuous casting method of Cu-Ga alloy
JP5935737B2 (en) Continuous casting method for round billets
RU2101137C1 (en) Method of manufacture of two-layer bushings
CN108188361B (en) Method for preventing base from being fused and adhered during high-temperature alloy pouring

Legal Events

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

Effective date: 20170430