SU871963A1 - Способ объемной штамповки фасонных металлических изделий - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ ФАСОННЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

1

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением и может быть использовано при получении металлических деталей сложной путем объемной штамповки.

Известен способ объемной изотермической штамповки металлических изделий , включающий предварительное профилирование заготовки путем низкотегуЕпературной (200-380С длЛ алюминиевых сплавов) деформации со скоростью 1-10 мм/с и пвследующее формообразование издели  путем гор чей деформации. При нагреве под гор чую деформацию или в процессе промежуточного рекристаллизацнонного отжига в заготовке формируетс  достаточно стабильна  мелкозерниста  структура , благодар  чему при гор чей штамповке в соответствующих темпеоатурно-скооостных услови х может про вл тьс  эффект структурной сверхпластичности TI .

Недостатками известного способа  вл ютс  слишком высокие усили  предварительной деформации и невысокое качество изделий из-за пониженной пластичности металла при сравнительно низких температурах, а также невысока  производительность.

Известен способ объемной штампов ки фасонных металлических изделий, включающий подготовку структуры и формы заготовки путем предварительного профилировани  в штампе со скоростью , превышающей скорсУсть сверхпластической деформации, а именно со скоростью деформации 10-200 и последующее формообразование изде10 ли  в режиме структурной сверхпластичности , т.е. со скоростью деформации менее 1 .

Как правило, известный способ осуществл етс  за один нагрев заготовки и за один переход (с переключением скорости пресса). При этом 1 далкозерниста  структура, необходима  дл  обеспечени  состо ни  сверхпластичности металла, формируетс 

20 в процессе предварительной деформации 2 .

Однако известный способ в р де случаев не обеспечивает формировани  стабильной равномерной мелкозернис25 той структуры в объеме заготовки, в результате чего не достигаетс  состо ние сверхпластичности при окончательной штамповке. Это ведет к тому, что не заполн ютс  отдельные участки

30 ручь  штампа вследствие недостаточно

высокой пластичности металла, т.е. к низкому качеству изделий, к тому же, при окончательном формообразовании требуютс  большие деформирующие усили .

Целью изобретени   вл етс  повышение качества изделий и снижение деформирующих усилий при окончательном формообразовании.

Поставленна  цель достригаетс  тем, что согласно способу объемной штамповки фасонных металлических изделий, включающему подготовку структуры и формы заготовки путем предварительного ее профилировани  в штампе со скоростью, превышающей скорость сверхпластической деформации , и последующее формообразование издели  в режиме структурной сверхпластичности , предварительное профилирование заготовки производ т со скоростью более 200 с .

Структура, котора  формируетс  в металле в процессе высокоскоростной деформации или непосредственно после ее окончани , принципиально отличаетс  от структуры, формирующейс  при скорости деформации менее 200 , в особенности дл  алюминиевых и магниевых сплавов, температура рекристаллизации котЬрых сильно зависит от скорости деформации. Это объ сн етс  тем, что при сверхвысоких скорост х деформации уровень наклепа достаточно Высок дл  того, чтобы во всем объеме заготовки произошла динамическа  или метадинамическа  рекристаллизаци  с образованием однородной, ультрамелкозернистой структуры, обладающей высокой термической стабильностью (поскольку при скорости деформации более 200 с температура начала рекристсшлизации превышает температуру деформации).При этом степень деформации (по крарЧней мере в необходимых участках заготовки) должна быть достаточно-высокой {не менее 50%), чтобы исключить образование крупных зерен (в соответствии с диаграммой рекристаллизации).

Деформаци  с максимальной скоростью с одновременньЯм приближением формы заготовки к окончательной позвол ет сократить врем  подготовки структуры, получать более благопри тное ее распределение по профилю заготовки и более мелкие составл ющие, что повышает уровень сверхпластических свойств материала, стабилизирует сверхпластическую стадию формообразовани  и дает возможность вести ее со скоростью, приемлемой дл  промышленного серийного производства. Использование при окончательной штамповке заготовки со структурой, полученной при предварительной деформации , позвол ет исключить операцию фиксации структуры и операцию вторичного нагрева с его отрицательным вли нием на сверхпластическое формообразование , что также ведет к общему сокращению цикла изготовлени  и дает возможность изготовл ть детали за один нагрев.

На чертеже приведены кривые упрочнени  дл  двух одинаковых заготовок.

Скорость предварительной деформации первой заготовки (участок ОА) выше, чем скорость предварительной деформации второй заготовки (участок ос) . Последук цее деформирование заготовок в состо нии сверхпластичности с одинаковой скоростью показывает , что сопротивление деформированию меньше дл  заготовки с более высокой скоростью при предварительной деформации (при равной степени деформации ) .

Испытание образцов, вырезанных из этих заготовок, показывает, что сверхпластические свойства материалов (относительное удлинение, приближение к в зком течению) , подвергнутых деформации на высокоскоростном молоте в 1,2 2 раза выше, чем дл  материалов, подвергнутых деформации на кривошипных и гидравлических прессах.

Способ осуществл етс  следующим образом.

Нагретую в печи заготовку помещают в ручей предварительного штампа и осуществл ют высокоскоростную деформацию заготовки (со скоростью более 200 с). Затем заготовку быстро перемещают в расположенный р дом изотермический штамп и осуществл ют окончательное деформирование в состо нии сверхпластичности. При наличии соответствующего оборудовани  предварительную и окончательную деформацию можно производить в одном штампе. .

Пример. Дл  изготовлени  кольцевой детали сложной формы из сшюминиевого сплава АМГ-5 ИСПОЛЬЗУЮТ литую заготовку.Подготовку структуры осуществл ют в предварительном ручье подогретого до 150-200 С штампа на высокоскоростном молоте. После подготовки структуры загатовку перемещают в окончательный ручей штампа, помещенного в изотермический нагревательный блок, расположенный на гидравлическом прессе усилием 600 т. Температура штампа 450+10с . Скорость деформировани  20 мм/мин. Удельное усилие при штамповке составл ет 4-5 кг/мм. Все конструктивные элементы штамповки полностью оформл ютс .

При штамповке же подобной детали после предварительной деформации на кривошипном прессе фиксаци  структуры и повторного нагрева под окончательное формообразование, удельное усилие при той же скорости и температуре деформировани  составл ет

уже 10rl2 кг/мм. В некоторых случа х наблюдаетс  незгшолнение тонких конструктивных элементов штаг шовки. Испольэовсшие предложенного позвол ет значительно сократит цикл изготовлени  фасонных деталей сложной формы, повысить коэффициент использовани  материала, расширить номенклатуру сложных деталей, получаемых объемной штамповкой.

формула изобретени 

Способ объемной штамповки фасонных метсшлических изделий, включающий подготовку структуры и формы заготовки путем предварительного ее

профилировани  в штампе со скоростью, превышающей скорость сверхпластической деформации, и последующее формообразование издели  в режиме структурной сверхпластичности, отличающийс  тем, что, с цельюповЕЛоени  качества изделий и снижени  деформирующих усилий при окончательном формообразовании, предварительное профилирование заготовки производ т со скоростью деформации более

0 200 .

Источники информации, прин тые во внимание при зкспертиэв

1.Авторское свидетельство СССР 638411, кл. В 21 J 5/00, 1977.

5

2.Патент ОНА W 4040286, кл. 72/377, 1977.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ объемной штамповки фасонных металлических изделий, включающий подготовку структуры и формы заготовки путем предварительного ее профилирования в штампе со скоростью, превышающей скорость сверхпластической деформации, и последующее формообразование изделия в режиме структурной сверхпластичности, о т л и - чающийся тем, что, с целью ⁵ повышения качества изделий и снижения деформирующих усилий при окончательном формообразовании, предварительное профилирование заготовки производят со скоростью деформации более 10 200 с··.