SU1245391A1

SU1245391A1 - Способ термопластического деформировани металлов

Info

Publication number: SU1245391A1
Application number: SU843824281A
Authority: SU
Inventors: Юрий Петрович Аганаев; Бурьял Дондокович Лыгденов; Игорь Борисович Обунеев; Григорий Спиридонович Филиппов; Юрий Александрович Шинкевич; Константин Александрович Халбаев
Original assignee: Восточно-Сибирский технологический институт
Priority date: 1984-12-17
Filing date: 1984-12-17
Publication date: 1986-07-23

Description

Изобретение относитс к области бработки металлов давлением и моет быть использовано при получении зделий из металлов и сплавов.

Целью изобретени вл етс повыение экономичности способа за счет овьшени пластичности материала заготовки и обеспечени его сплошности

На фиг.1 представлена схема высадки цилиндрической заготовки, на иг, 2 -- схема выт жки листовой за- готовки; на фиг.З - схема обработки трубной заготовки на фиг. 4 - схема обработки конической поверхности .

Способ термопластического деформировани осуществл етс следующим образом (фиг,1).

Заготовку 1 закрепл ют в устройст- ве 2, после чего прикладывают к ней усилие сжати в осевом направлении, осуществл при этом перемещение заготовки 1 относительно высококонцентрированного источника 3 нагрева по замкнутому контуру. После сквозного прогрева заготовки 1 к ней прикладывают деформирующие усили с помощью устройства 4, производ деформирование нагретой части заготовки,

В качестве источника нагрева примен ют плазменную струю, имеющую зна- чительньй градиент температур в плоскости , перпендикул рной ее оси. Относительным перемещением заготовки устран ют градиент температур вдоль нагреваемого контура. При этом металл деформируетс в момент зерногранично- го плавлени , когда его пластичность возрастает.

Приложение к заготовке в процессе нагрева сжиманнцего усили позвол ет сохранить сплошность материала заготовки в процессе нагрева и последующего деформировани .

Температурные и скоростные параметры процесса деформировани выбраны исход из условий обеспечени «Оплошности и увеличени пластичности обрабатываемого материала и приведены в табл.1,

Как видно из табл.1, оптимальными скорост ми перемещений заготовки относительно источника энергии, обес- печивающими эффект зернограничного плавлени , вл ютс V 0-25 м/с, Vj 0-0,5 м/с, V 0-1 м/с.

2/.53912

Оптимальна удельна мощность источника энергии составл ет 1 - 100 кВт/см2, .

Пример 1. Высадка круглой 5 заготовки (фиг.1).

Заготовку 2 из Ст, 20 диаметром 15 мм закрепл ют в зажимном патроне 1 токарного станка (фиг.1), В процессе нагрева к торцу заготовки 2 при- 10 кладывают усилие при помощи приспособлени 4. Заготовке 2 сообщают вращение с линейной относительной скоростью 0,5 м/с. Нагрев осуществл ют плазмотроном 3 марки ГН-5Р при рабо- 15 чем напр жении 100 В, токе 300 А. После сквозного прогрева производ т формообразующую деформацию нагретой, части заготовки приспособлением 4.

В структуре заготовки отсутству- 20 ют разрывы и т рещины. Механические свойства деформированного участка по сравнению с исходными характеристиками материала заготовки показаны в табл.2.

0

5

0

5

0

5

Характер разрушений образцов и данные табл.2 свидетельствуют о достаточно высоких свойствах деформированного участка заготовки.

Пример 2. Вытлжка листовой заготовки (фиг.2).

Листовую заготовку 2 из Ст.З толщиной 8 мм нагревают плазмотроном 3 при рабочем напр жении 150 В и токе 400 А. Скорость и температуру нагрева регулируют движением плазмотрона 3 .

После прогрева заготовки осуществл ют выт жку посредством приспособлени 4 (фиг.2).

Пример 3. Обработка трубных заготовок (фиг.З).

Трубную заготовку 2 диаметром 180 мм закрепл ют в патроне 1 и сообщают С линейной скоростью V, 1,2 м/с. Нагрев производ т плазмотроном 3 при рабочем напр жении 120 В и токе 300 А, Плазмотрону 3 придают перемещение Vj 0,1 м/с. С такой же скоростью перемещают приспособление 4 (фиг.4).

Пример 4. Обработка конических заготовок (фиг.4).

Коническую заготовку 2 с конусностью 1:5 закрепл ют в патроне 1 и сообщают вращение с лш ейной скоростьн V, 0,8 м/с.

. Hai pdB производ т плазмотроном 3 при рабочем напр жении 150 В и токе 400 А. Плазмотрону придают перемещеУдельна

мощность 0,5 кВ г/см

1 кВт/см2 50-100 кВт/см2

110 кВт/см Локальное плавление металла

О м/с

10 м/с

25 м/с

26 м/с

ние Vj 0,1 м/с, ,02 м/с. Приспо- собление 4 перемещают со скоростью , равной Vj.

Таблица 1

Значительна длительность процесса нагрева и увеличение ширины зоны нагрева, отсутствие зернограничного плавлени

Начало про влени зернограничного плавлени стали

Стабильное про вление эффекта зернограничного плавлени стали, отсутствие несплошностей, небольша длительность нагрева

Локальное плавление металла при отсутствии других направлений движени

Зернограничное плавление металла при наличии других направлений движени

Стабильное про вление эффекта зернограничного плавлени стали, отсутствие несплощнос- тей, увеличение точности локальной зоны нагрева

Стабильное про вление эффекта зернограничного плавлени стали, отсутствие несплошностей , увеличение точности локальной зоны нагрева

Образование несплошностей в металле в результате действи центробежных сил на нагретый объем металла, потери устойчивости формы нагретой заготовки

1

Скорость относитель- ного перемещени заготовки в направлении , перпендикул рном нагреваемому контуру (V,)

о м/с

Скорость относительного перемещени заготовки и источника нагрева в направлении , перпендикул рном поверхности заготовок (V,)

||

0,05 м/с

0,5 м/с

0,6 м/с

О м/с

0,5 м/с

1 м/с

1,2 м/п

Стабильное гфо вление зерно- граничного плавлени металла с незначительной шириной зоны нагрева при наличии движени V,

Стабильное про вление зерно- граничного плавлени , увеличение ширины зоны нагрева, расширение технологических возможностей предлагаемого способа в результате последовательного деформировани участков заготовки при наличии движени V Стабильное про вление зерно- граничного плавлени , отсутствие несплошностей, расширение технологических возможностей при наличии движени V Нарушение эффекта зерногра- ничного плавлени по сечению заготовки

Стабильное про вление зерно- граничного плавлени , отсутствие несплошностей

Стабильное про вление зерно- граничного плавлени , отсутствие нес1гтюшностей

Нарушение эффекта зерногра- ничного плавлени по сечению заготовки

Материал

Ст 20 в исходном состо нии

Образцы из Ст.20, обработанные- по предлагаемому способу

,2453918

Т а б л н ц а 2

- - ,,. ---- - - - ---. -

Гб, MnaJG MIIa. I , % J М , %

260 432 23 55

320 512

18 51

to.}

Редактор Л.Гратипло

Составитель В.Бещеков

Техред В.КадарКорректор М,П1ароши

Заказ 3943/7 Тираж 655Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Мо сква, Ж-ЗЗ,, Раушска наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

Claims

1.СПОСОБ ТЕРМОПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ, заключающийся в локальном нагреве заготовки источником нагрева и последующем ее деформировании, отличающий- с я тем, что, с целью повышения bkoJ комичности процесса, нагрев заготовки осуществляют источником нагрева с удельной мощностью 1-100 кВт/см^? ' до Температур зерно граничного, плавления ее материала, прилагая к ней при нагреве сжимающее усилие и производя перемещение заготовки относительно источника нагрева по замкнутому контуру со скоростью до 25 м/с.

2. Способ термопластического деформирования металлов по п.1, отличающийся тем, что перемещение заготовки производят в направлении, перпендикулярном нагретому контуру со скоростью до 0,5 м/с.

3. Способ термопластического деформирования металлов по п.1, о т личающийся тем, что перемещение заготовки производят в направлении, перпендикулярном поверхности заготовки со скоростью до

1 м/с.

1245391 А1

Оптимальная удельная мощность источника энергии составляет 1 100 кВт/см². .

Пример 1, Высадка круглой

5 заготовки (фиг.1).

Заготовку 2 из Ст, 20 диаметром 15 мм закрепляют в зажимном патроне 1 токарного станка (фиг.1). В процессе нагрева к торцу заготовки 2 приll 0 кладывают усилие при помощи приспособления 4. Заготовке 2 сообщают вращение с линейной относительной скоростью 0,5 м/с. Нагрев осуществляют плазмотроном 3 марки ГН-5Р при рабо15 чем напряжении 100 В, токе 300 А.

После сквозного прогрева производят формообразующую деформацию нагретой, части заготовки приспособлением 4.

В структуре заготовки отсутству20 ют разрывы и Трещины. Механические свойства деформированного участка по сравнению с исходными характеристиками материала заготовки показаны в табл.2.

²⁵

30 Пример 2. Вытяжка листовой заготовки (фиг.2).

Листовую заготовку 2 из Ст.З толщиной 8 мм нагревают плазмотроном 3 при рабочем напряжении 150 В и токе

35 400 А. Скорость и температуру нагрева регулируют движением плазмотрона V₃ .

После прогрева заготовки осуществляют вытяжку посредством приспособ40 ления 4 (фиг.2).

Трубную заготовку 2 диаметром 180 мм закрепляют в патроне 1 и сооб45 щают С'линейной' скоростью V, =1,2 м/с. Нагрев производят плазмотроном 3 при рабочем напряжении 120 В и токе 300 А. Плазмотрону 3 придают перемещение V₂ 0,1 м/с. С такой же ско50 ростью перемещают приспособление 4 (фиг.4).

55 Коническую заготовку 2 с конусностью 1:5 закрепляют в патроне 1 и сообщают вращение с линейной скоростьк

V; 0,8 м/с.