SU721178A1

SU721178A1 - Method of stamping sheet blanks in superplasticity condition

Info

Publication number: SU721178A1
Application number: SU772561456A
Authority: SU
Inventors: Олег Михайлович Смирнов; Александр Сергеевич Анищенко; Михаил Анатольевич Цепин; Владислав Михайлович Бабиченко; Георгий Викторович Белоусов
Original assignee: Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Стали И Сплавов; Предприятие П/Я Х-5827
Priority date: 1977-12-29
Filing date: 1977-12-29
Publication date: 1980-03-15

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности касается способа пневмоформовки в состоянии сверхпластичности полых изделий из листовых заготовок.The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular, relates to a method of pneumoforming in a state of superplasticity of hollow products from sheet blanks.

Известен способ штамповки деталей из листовых заготовок в состоянии сверхпластичности, при котором на заготовку наносят слой покрытия, которое претерпевает изменение при температуре, близкой к нижней границе состояния сверхпластичности, потом заготовку с покрытием помещают в штамп, нагревают до температуры состояния сверхпластичности и формуют давлением избыточной среды, создаваемым по одну сторону заготовки [1].There is a method of stamping parts from sheet blanks in a state of superplasticity, in which a coating layer is applied to the workpiece, which undergoes a change at a temperature close to the lower boundary of the state of superplasticity, then the coated preform is placed in a stamp, heated to a temperature of a state of superplasticity and molded with an excess medium pressure created on one side of the workpiece [1].

При нагреве покрытие претерпевает превращение с поглощением тепла, чем обеспечивается торможение утонения заготовки в зонах максимальных деформаций и получение равнопрочной детали.When heated, the coating undergoes transformation with absorption of heat, which ensures the inhibition of thinning of the workpiece in the zones of maximum deformation and obtaining an equally strong part.

Существенным недостатком этого способа является ограничение количества используемых покрытий, так как температура их превращения должна быть близка к нижней границе состояния сверхпластичности формуемого материала. Из-за ограничения способ для некоторых материалов невозможно будет реализовать, поскольку для листового материала со значительной исходной толщиной заготовки или низкой теплопроводностью Среди выбранных типов по₅ крытий с ограничением по температуре может не оказаться таких, скрытая теплота превращения которых была бы достаточной для захолаживания за время деформации до необходимой температуры участков формуемого изделия. ' ' ' то Цель изобретения — расширение номенклатуры штампуемых материалов с различными физико-химическими свойствами и толщинами. В предлагаемом способе это достигается формовкой при давлении среды над поверхностью слоя покрытия, при котором ¹⁵ температура превращения вещества покрытия соответствует температуре формовки, не превышая последнюю.A significant disadvantage of this method is the limitation of the number of coatings used, since the temperature of their transformation should be close to the lower boundary of the state of superplasticity of the molded material. Due to the limitation, the method for some materials cannot be implemented, since for a sheet material with a significant initial billet thickness or low thermal conductivity, among the selected types of ₅ roofs with a temperature limitation, there may not be those whose latent heat of transformation would be sufficient for cooling in time deformation to the required temperature of the sections of the molded product. `` '' The purpose of the invention is the expansion of the range of stamped materials with various physico-chemical properties and thicknesses. In the proposed method, this is achieved by molding at a pressure of the medium above the surface of the coating layer, at which ¹⁵ the transformation temperature of the coating substance corresponds to the molding temperature, not exceeding the latter.

На листовую заготовку перед формовкой наносят неравномерный слой покрытий из 2о химического вещества, претерпевающего . превращение с поглощением тепла (толщина слоя пропорциональна уменьшению толщины заготовки после формовки без покрытия). Вещество выбирают с такой скрытой .-44- -/ теплотой превращения, количества которойBefore sheet forming, an uneven coating layer of 2 ° chemical substance undergoing is applied. transformation with heat absorption (layer thickness is proportional to the decrease in the thickness of the workpiece after molding without coating). The substance is chosen with such latent.-44- - / heat of transformation, the amount of which

.....хватило бы для захолаживания до необходимой температуры за время формообра..... зования покрытых. зон деформирующейся заготовки. Скрытая теплота должна.....быть прямо пропорциональна исходной тЪЛ'Щйне листа и обратно пропорциональна удельной “‘''“тёпЛ'б'П’ро&ОДНбсти используемого материала. Подготовленную таким образом заготовку $т<ладывают на полую матрицу штампа, гер' М'еТичио прижимают крышкой и нагревают //'///штамп с заготовкой до заданной температуры. . С. - _..... would be enough for cooling to the required temperature during shaping ..... formation of coated. areas of deformable workpiece. The latent heat should ..... be directly proportional to the original sheet and inversely proportional to the specific “‘ '' "tepL'b'P’ro & ODNsti used material. The blank $ t <prepared in this way is placed on the hollow die matrix, ger 'M'eTichio is pressed with a lid and the //' /// stamp with the blank is heated to a predetermined temperature. . FROM. - _

Известно, что температура превращения веществ (преимущественно сублиматоров и деструкторов) ’зависит От парциального давления. Этот факт Даёт возможность испольпокрытия, температура вращения которых при атмосферном давлении не со7'.....ответствует заданной температуре 'фо'рмбв...... ки изделия,It is known that the transformation temperature of substances (mainly sublimators and destructors) ’depends on the partial pressure. This fact makes it possible to use coatings, the rotation temperature of which at atmospheric pressure is not so7 '..... corresponds to the set temperature' fo'rmbv ... ...

На стороне покрытой поверхности нагре__ той; заготовки создают такое давление окружающей среды (как 'правило, гаЗгГТТтолбс, tn’ крышки' или матрицы)’ немного ниже заданной температуры формовки, и дефофкЩ матрицы. При вакуум-формовке покрытая поверхность обращена к матрице, при пневмоформовке — к крышке.On the side of the coated surface is heated; blanks create such environmental pressure (as a rule, gaZgGTTtolbs, tn ’covers or dies)’ slightly below the set molding temperature, and the die matrix. During vacuum molding, the coated surface faces the die; during pneumoforming, it faces the lid.

Нижний предел температуры превраще^'ЙЙЯ·* по отношению к температуре формовки “' для' осуществления предлагаемого способа может бытй~'тё'М'нйй<ё,“'чем 'вышё'· скрытая *7·“''йбёт£ превращения, выше теплопроводность ' ^:листового материала.The lower temperature limit is more than ^ 'YYYA * * with respect to the molding temperature “” for the implementation of the proposed method, it can be ~ “тё'М'нйй <ё,“' than 'higher' · hidden * 7 · “'' ybet £ transformations 'higher thermal conductivity' ^: sheet material.

_ς Если температура превращения покрытия при 1 атм ниже температуры формовки, “''то· перед нагревом штампа с заготовкой по обе стороны последней создают давле“~ййё, при котором температура превращения йоаышается до температуры последующей формовки. Это позволяет при нагреве избежать преждевременного превращения по.......крытия, а также предотвратить деформацию 'Заготовки до достижения оптимальных температурных условий, могущую привести к быстрому разрушению из-за чрезмерной ““““^ТЛбКЦЯй'Й'цйй''’угоненИЯ· взонах полюса Заготовки. Далее все, как уже изложено выше. Для более эффективного захолаживания участков детали при формовке возможно нанесение на заготовку покрытия с обеих сторон. Однако покрытие на заготовке со сто^......... ропы матрицы должно при этом претерпе вать превращение при давлении, меньшем давления превращения покрытия на заготовке со стороны крышки. _ς If the transformation temperature of the coating at 1 atm is lower than the molding temperature, “'” then, before heating the stamp with the workpiece on both sides of the latter, create a pressure ~ й ё at which the transformation temperature rises to the temperature of the subsequent molding. This allows heating to avoid premature transformation of ....... coatings, as well as to prevent deformation of the 'Billet until optimal temperature conditions are reached, which can lead to rapid destruction due to excessive ““ ““ TLBKTSYay'Y'tsy 'theft' beside the blanks pole. Further, as already stated above. For more efficient cooling of parts during molding, it is possible to coat the workpiece on both sides. However, the coating on the workpiece is one hundred ^. ........ The ropes of the matrix should undergo transformation at this pressure at a pressure lower than the pressure of transformation of the coating on the workpiece from the side of the lid.

Степень' захолаживания можно повы““^•'Сйть 'за счёт увеличения интенсивности пре....... вращения покрытия. Извёстйб; ЧТО, “йачийая _{с К}р_{Итическо}^'%пм‘пёрат5ф’ы)'~'^лп®крытйе тем интенсив......неё,чём выше положительная разность между температурой окружающей покрытие среды при превращении и критической температурой превращения. В свою очередь, эту разность можно Создать за счет изменения давления окружающей среды. Например, при 8 атм сублиматор SnF₄ возгоняется при Т° = 830-/-850°С, при 7 атм Т° = 790 -®30°С (данные эксперимента). Формуя деталь давлением 8 атм при 850°С, получаем одну степень захолаживания участков заготовки, ₁₀ снизив давление формовки до 7 атм, тем самым увеличиваем интенсивность сублимации покрытия, Поскольку в первом случае разность Т° = 0, а во втором — до 60°С. Таким образом, варьируя давление формовки, можно через изменение интенсивности превра^1S щения покрытия, влекущее за собой изменение степени захолаживания участков за*' ТОТОйкй, вконёчном счете регулировать характер течения материала формующегося изделия.The degree of 'cooling' can be increased ““ ^ • 'Syt' by increasing the intensity of rotation ....... rotation of the coating. Izvestyb; THAT, “the first one _{with K} p _Ihtichno ^ '% pm'porath 5f'y)' ~ ' ^l n®® is more intense ...... it, the higher the positive difference between the temperature of the surrounding medium during the transformation and the critical transformation temperature. In turn, this difference can be created by changing the environmental pressure. For example, at 8 atm, the SnF ₄ sublimator sublimates at Т ° = 830 - / - 850 ° С, at 7 atm Т ° = 790 -®30 ° С (experimental data). Forming the part with a pressure of 8 atm at 850 ° C, we get one degree of cooling of the workpiece sections, ₁₀ reducing the molding pressure to 7 atm, thereby increasing the sublimation rate of the coating, since in the first case the difference is T ° = 0, and in the second to 60 ° C . Thus, by varying the molding pressure, it is possible, through a change in the intensity of transformation of the ^1S coating, entailing a change in the degree of cooling of the sections for * TOTOIK, in the final analysis, to regulate the flow pattern of the material of the molded product.

₂₀ При использовании покрытий, одним из продуктов разложения которых является ' твёрдое или жидкое вещество, покрываемая ’ ийй поверхность заготовки должна быть обращена только к крышке, в противном случае продукты разложения воспрепятству2S ют точному воспроизведению гравюры матрицы формующейся детали. ₂₀ When using coatings, one of the decomposition products of which is a 'solid or liquid substance, the coated surface of the workpiece should face the lid only; otherwise, the decomposition products will prevent 2S from accurately reproducing the matrix engraving of the forming part.

Пример конкретного осуществления способа.An example of a specific implementation of the method.

Получаемое изделие — купол из сплава ₃₀ ЦА-22 с высотой 48 мм и диаметром 92 мм с равномерной толщиной стенок, формовку осуществляют в режиме сверхпластичности приТ° = 275°С. В качестве покрытия использовали сублиматор NH ₄С1 с температурой сублимации при 760 мм рт. ст. 338°С, а при 35 120 мм рт. ст. — 275°С.The resulting product is a dome made of ₃₀ CAA-22 alloy with a height of 48 mm and a diameter of 92 mm with uniform wall thickness, molding is carried out in the superplastic mode at T ° = 275 ° C. The coating used a sublimator NH ₄ C1 with a sublimation temperature at 760 mm RT. Art. 338 ° C, and at 35 120 mm RT. Art. - 275 ° C.

Листовую заготовку диаметром 102 мм, толщиной 1,13 мм покрыли неравномерным, слоем NH4CI. Толщина слоя у фланца равна 2 Мм, в полюсе, постепенно увеличиваясь, 40 она равна 4,6 мм. Заготовку поместили на цилиндрическую матрицу с глубиной 100 мм, герметично прижали снизу крышкой к матрице (ширина прижима 5 мм); при этом покрытая поверхность заготовки была обращена к полости матрицы. Осуществили нагрев заготовки в штампе до Т° = 275°С, создали в матрице разрежение до 120 мм рт. ст. и подали под крышку давление 3 атм, осуществили свободную формовку в матрицу. При этом происходила сублимация 50 покрытия, Разнотолщинность отформованного купола составила 12%.A sheet blank with a diameter of 102 mm and a thickness of 1.13 mm was coated with an uneven layer of NH4CI. The layer thickness at the flange is 2 mm, in the pole, gradually increasing, 40 it is equal to 4.6 mm. The workpiece was placed on a cylindrical matrix with a depth of 100 mm, hermetically pressed from below by a lid to the matrix (clamp width 5 mm); while the coated surface of the preform was facing the cavity of the matrix. The workpiece in the die was heated to T ° = 275 ° C; vacuum was created in the matrix to 120 mm RT. Art. and applied under a cover pressure of 3 atm, carried out free molding in the matrix. In this case, sublimation of 50 coatings occurred. The thickness of the molded dome was 12%.

Claims

(54) METHOD FOR PUSHING THE SHEET PREPARATIONS IN THE CONDITION OF A SUPER-PLASTIC HEATING TRANSFORMATION, the amount of which would be enough to be laid down to the required temperature during the forming time of the coated, deformed workpiece zones. Hidden heat should be directly proportional to the original sheet and inversely proportional to the specific quantity of material used. The billet prepared in this way is pressed onto the hollow die matrix, the SieTWqHo ger is pressed with a lid and heated; .SCTT2Mp with the billet to a predetermined temperature.,. ,, It is abolished that the temfepatypa of the substances (mainly sublimators and destructors) of substances depends on the partial pressure. .This fact makes it possible to use b s in covers, the temperature of rotation of which, under the atmosphere of 5 cm pressures, is not co, j. , f ,, ,,,. ,, lg ™ ,,. f l JT.i4 "Vji V-i" - WY XiiVTVT VVX Al corresponds to the set temperature of the bridges of kiizdel. .. On the side of the coated surface heated; billets create such an ambient pressure (Rule of gas; bandwidth of the cover- or matrix); yyr zhtrSh 1m TrArTur 7 ryo rsHyGtGrkr1jGorot slightly below the set temperature form MoSi ™; TuK simf f - mfm irmjio & fb matrices. When vacuum forming the coated surface is turned to the matrix, during pneumatic molding - to the cover. The lower limit of the conversion temperature in relation to the molding temperature FOR the implementation of the proposed method can be tHMZHE, which is hidden f rtff ielMrru iM fipSSSa iWffb ISTB conversion, higher than the thermal conductivity of the material. -Oh peredred; by heating the die with a preform on both sides of the latter, a pressure is created {Te, for which the transformation temperature is raised to the temperature of the subsequent molding. This allows the heating of the 5GaTb premature transformation of the coating to occur; as well as to prevent deformation of the Workpiece until the optimum temperature conditions are reached, which may lead to rapid destruction due to excessive --- --- Sm-mm-JroTiQi in the –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––. Then everything, as already outlined, in order to more effectively cool down the parts of the part during molding, the coating can be applied to the bale from both sides. However, the coating on the preform with the matrix must undergo a transformation at a pressure less than turning the coating on the cover of the cover side; The degree of solubility can be increased by increasing the intensity of the conversion of the coating. IzvyoStyb; What do you do? - - - on a critical tNext | phy scrAnt npFftpWe & aeT the transformation becomes more intense than the difference between the temperature of the surrounding coating and the critical temperature of transformation. In turn, this gap can be created by changing the pressure of the environment. For example, at 8 atm, the sublimator SnF4 is sublimated at T ° 830CH-850 ° C, at 7 atm Н830 ° C (experimental data). The shape of the part with a pressure of 8 atm at 850 ° С, we obtain one degree of cooling of the parts of the workpiece, reducing the forming pressure to 7 atm, thereby increasing the intensity of sublimation of the coating, Since in the first case the difference is T ° 0, and in the second - to 60 ° C. Thus, the forming pressure can vary by changing the intensity of the transformation of the coating, which leads to a change in the degree of ignition of the areas behind TT-i 4 / t / tTTTT WHEN OTTTT that .Tl o about READY, and Iechno account to regulate the nature of the flow of the material of the forming product. When using coatings, one of the decomposition products of which is a solid or hard substance, the surface to be coated should only face the lid, otherwise the decomposition product will prevent accurate reproduction of the matrix engraving of the forming part. Trying for a specific implementation of the method. The resulting product is a dome made of alloy TSA-22 with a height of 48 mm and a diameter of 92 mm with a uniform wall thickness, molding will be carried out in superplasticity mode at T ° 275 ° C. An NH 4C1 sublimator with a sublimation temperature at 760 mm Hg was used as a coating. Art. 338 ° C, and at 120 mm Hg. Art. - 275 ° С. Sheet billet with a diameter of 102 mm and a thickness of 1.13 mm was covered with an uneven layer of NH4C1. The thickness of the flange layer is 2 Mm. In the PCP, gradually increasing, it is equal to 4.6 mm. The billet was placed on the target matrix with a depth of 100 mm, hermetically pressed from the bottom with a lid to the matrix (clamp width 5 mm); at the same time the surface of the workpiece was covered with. P cavity matrix. Carried out the heating of the workpiece in the stamp to T ° 275 C, created a vacuum in the matrix to 120 mm Hg. Art. and filed a cover pressure of 3 atm, carried out a free molding in the matrix. In this case, sublimation of the coating occurred. The thickness difference of the molded dome was 12%. Claims The method of stamping sheet blanks in a state of superplasticity with excessive pressure of the medium, Applied to a heated blank with an uneven coating layer, which undergoes transformation during rotation of the coating corresponds to the temperature absorption with heat absorption that differs in the molding process, and apply this pressure, so that nomenclature spreading from the side of coating, ry of stamped materials with various sources of information, physicomechanical properties and thickness taken into account when examining u Inami molding is performed by such a dav-1. USSR author's certificate of environmental media at which the temperature of pre-No. 539643, cl. B 21 D 26/02, 1975.

V721178. ; .

.. i5ji ;; - ::::,. . 6