SU975135A1 - Матрица дл прессовани круглых прутков - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением, а именно к инструменту дл  гор чего прессовани  квадратных штабиков тугоплавких металлов в издели  круглого сечени .

Известна матрица дл  прессовани ; круглых изделий, содержаща  конический входной, формукедий и калибрующий участки 1.

Недостатком указанной матрицы  вл етс  невысокие технологические возможности , позвол ющие получать профиль только из круглой заготовки, . так как отсутствие элементов, обеспечивающих подпор граней квадратной заготовки, приводит к растрескиванию ее торца и снижению качества изделий.

Наиболее близкой по технической сущности  вл етс  матрица дл  прессовани  круглых прутков, содержаща  конический входной с периодически чередующимис  радиальными коническими выступами и впадинами переход щий в конический формующий участок С2.

К недостаткам данной матрицы следует отнести отсутствие подбора боковых граней квадратных штабиков при прессовании круглых изделий, деформаци  заготовки происходит преимущественно по угловым зонам штабика что

при общей ограниченной пластичности материала вызывает разрушение перед-v него торца заготовки и уменьшени 

с выхода годного. Кроме того, (наличие выступов, уменьшающихс , а впадин, увеличивающихс  в направлении оси матрицы позвол ет частично доуплотнить неплотные боковые грани спеченного штабика, однако, вли ние дефор10 мации в данном случае локализовано вблизи входа заготовки в очаг деформации , после чего по мере движени  дополнительное уплотнение боковых граней и проникновение его на большую

15 глубину до центральной, наименее уплотненной зоны, значительно снижаетс , вследствие чего деформаци  квадрата вблизи формук цего участка

2Q матрицы происходит в основном по

угловым зонам, ито приводит к по влению в структуре диагонального креста наибольшей деформации, а, следовательно , и плотности, тогда как остальна , прилежаща  к боковым гран м штабика, область уплотнена в

меньшей степени, что вызывает анизотроцию свойств по сечению изделий и снижает их качество.

Цель изобретени  - повышение каЗОчества прессуемых изделий. Указанна  цель достигаетс  тем, что матрица дл  прессовани  круглых прутков, содержаща  конический вход ной участок с периодически чередующимис  радиальными коническими выступами и впадинами, переход щий в конический формующий участок, снабжена дополнительным участком, расположенным с заходной ее стороны, с отверстием в поперечном сечении-по форме квадрата и предназначенным дл уплотнени  материала заготовки, при этом выступы конического входного участка выпoJ нeны расшир ющимис  в направлении истечени  материала в количестве не менее четырех с верши нами, расположенными на сторонах квадрата, ограничивающего выходное отверстие дополнительного участка и основани ми, образующими замкнуты контур, переход щими в конический формующий участок. На чертеже приведена изометричес ка  проекци  матрицы дл  прессовани Корпус 1 матрицы содержит конический формующий 2 и входной участо состо щий из профильных конических поверхностей и поверхностей квадрат ного поперечного сечени  - профил  который, в свою очередь, выполнен в виде чередующихс  выступов 4 и впадин 5. Радиальные выступы 4 размеща ютс  в корпусе со стороны боковых граней квадратного профил  3 и увел чиваютс  в направлении оси матрицы наклонены к ней. Радиальные впадины 5 размещены между выступами и умень шаютс  в направлении оси матрицы... Известно, что при производстве квадратных штабиков из порошковых материалов разница в плотности цент ральных и периферийных слоев достигает -8-17%, причем-зоны с наименьшей плотностью наблюдаютс  у боковых сторон. В св зи с этим в исходном квадратном штабике имеет место анизотропи  свойств по сечению, разноплотность, увеличивающа с  с повышением размеров штабика. Рассматриваема  конструкци  матрицы позвол ет значительно снизить анизотропию свойств от начальной стадии прессовани  - распрессовки дл  выпрессовки издели  из калибрую щего очка матрицы. . Матрица работает следующим образом . . ( Исходна  заготовка в виде квад тного штабика до начала цикла прессовани  занимает место в .углублении на входном участке матрицы, выполненном в виде квадратного профил  3. В момент начала прессовани , характеризук цегос  распрессовкой издели , истечени  металла в направлении, обратном движению прессштемпел , не происходит из-за наличи  подпора со стороны боковых граней штабика квадратным профилем входного участка матрицы. По мере выдавливани  постепенно происходит деформирование угловых зон штабикарадиальными впадинами 5, окружной размер сечени  которых уменьшаетс  в направлении истечени  металла. Благодар  этому происходит доуплотнение центральной зоны изделий . Одновременно с этим происходит преимущественна , нарастающа  деформаци  участков, прилежащих к боковым гран м штабика выступами 4, увеличивающимис  в направлении оси матрицы. При прессовании через данную матрицы металл штабика, обте- . ка  впадины, деформируетс  в тангенциальном направлении, что существенно прорабатывает структуру, снижа , тем самым, анизотропию свойств по сечению и длине изделий. При последующем движении металл обжимаетс  в формующем участке, приобрета  необходимую форму и размеры. Необходимость выполнени  на входном участке профил  в виде квадрата обусловлена тем, что спеченные материалы обладают повышенной хрупкостью особенно в радиальном направлении , а деформаци  квадратных штабиков через матрицу с гладким, например конусным, входным участком приводит к тому, что преимущественному деформированию подвергаютс  угловые зоны штабика, тогда как участки, прилежащие к боковым гран м испытывают в первоначальный момент как продольные (вдоль оси матрицы) действие, так и радиальное - распрессовку . Последнее приводит к тому , что эти слои стрем тс  заполнить калибр входного участка матрицы по нормали к ее поверхности, т.е. в радиальном направлении, в то врем  как на них действует продольна  дополнительна  деформаци  за счет начала истечени  угловых зон штабика. Такое распределение деформации в продольном и радиальном направлении при общей ограниченной пластичности и высокой хрупкости материала приводит к по влению и развитию макродефектов, распростран ющихс  зачастую по всей длине изделий.. Применение матрицы с профилированным входным участком позвол ет исключить деформацию в радиальном направлении, уменьшить возможность растрескивани  торца штабика, снизить расход дорогосто щих материалов. Выбор высоты профилированного квадратного участка и его размеров относительно размеров сторон штабика обусловлен следующим. При умень .шении высоты И 0,1S шт. при недостаточной центровке матрицы относительно втулки контейнера может произойти скол участков торцовой плоскости штабика, кроме того, возможна распрессовка нижней части штабика на участке контейнер-матрица. При повышении ,5S шт. значительно возрастает трение после распрессовк на пр моугольном участке матрицы, помимо этого, углубление больше , 0,5 S шт. целесообразно из-за значительного в этом случае сокращени  конусной части входного участка матрицы.

При уменьшении стороны квадрата матрицы L меньше 1,01 размера боковой грани штабика может не достигнутьс  заполнение профилированного квадратного участка матрицы вследствие расширени  штабика в процессе нагрева перед прессованием, что приведет к растрескиванию изделий. При увеличении ,08 шт. распрессовка в радиальном направлении может превысить допустимую, вследстви чего произойдет разрушение торца штабика до входа его в конический участок матрицы.

Выполнение на входном конусе матрицы , по меньшей мере, четырех выступов, расположенных со стороны бойковых граней квадрата и увеличивающихс  в направлении оси матрицы и впадин, уменьшающихс  в том же направлении обусловлено тем, что плотность - важнейша  характеристика качества спеченных изделий - в квадратном штабике распределена неравномено , при этом наименьша  плотность в исходном штабике имеет место в зонах, прилегающих к боковым гран м штабика . Применение указанных конструк ,тивных особенностей в виде выступов и впадин позвол ет производить одновременную деформацию всех зон штабика угловых зон и боковых граней, причем нарастающей преимущественной деформации в процессе истечени  подвергаютс  зоны боковых граней, что, при прочих равных услови х процесса, позвол ет доуплотнить наименее уплотненные участки изделий приводит к равномерному распределению плотности по сечению. Кроме этого, обтека  выступы, металл приобретает тангенциальное перемещение которое снижает анизотропию свойств по сечению.

Пример. Матрица разработана в Московском институте стали и сплавов и содержит входной формующий.и калибрующие участки. Профиль входного участка со стороны штабика на глубине 3,5; 10,0; 17,5 мм, что составл ет соответственно 0,1; 0,3; 0,5 от длины грани квадратного.штабика молибдена со стороной 35 мм, выполнен в виде квадрата размером Lf35,3; 36,5 и 37,8 мм (1,01; 1,04; 1,08) от длины грани штабика и сочлен етс  с коническим участком, образованным чередующимис  радиальными выступами и впадинами, при этом выступы уве.1ичиваютс , а впадины уменьшаютс  в направлении оси матрицы. Провод т прессование квадратного спеченного молибденового штабика со стороной равной S шт. 35 мм в круглый пруток диаметром 20 мм.

Визуальный осмотр готового прутка не вы вил каких-либо дефектов на

5 поверхности и торце пресс-издели . Микроструктурный анализ показал, что зерна по сечению и длине прутка равномерно проработаны, микротрещины отсутствуют. Замер плотности в семи

0 участках по диаметру прутка вы вил равномерное распределение плотности по сечению, при этом разница ме шу плотностью периферийных и центра,льных слоев издели  не превышает 3%.

5 Внедрение разработанной конструкции-матрицы позволит получить эконоГОтческий эффект в сумме 150,0 тыс. руб. в год.

Claims (2)

1.Желобов В.В. и др. Инструмент дл  гор чего прессовани  металлов,

М., Машиностроение, 1965, с. 60-64.

2.Авторское свидетельство СССР 0. 300234, кл. В 21 С 25/02, 1968

(прототип).

5

f