СПОСОБ ГОРЯЧЕЙ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 1994 года по МПК B21J3/00 B21J5/00 

Изобретение относится к горячей обработке металлов и может быть использовано преимущественно в двигателестроении при высокоскоростном выдавливании компрессорных лопаток.

Известен способ горячей объемной штамповки изделий, включающий нанесение на гравюру штампа жидкой технологической смазки, например водной суспензии коллоидного графита, помещение нагретой заготовки в штамп и ее формоизменение высокоскоростным выдавливанием.

Недостатком известного способа является низкая стойкость штампов, обусловленная, прежде всего, большим тепловыделением на границе между заготовкой и штампом, приводящим к отпуску контактного слоя гравюры.

Известен способ горячей объемной штамповки изделий, преимущественно высокоскоростной, включающий нанесение на рабочую гравюру деформирующего инструмента (штампа) технологической смазки, доведение ее до замороженного состояния и помещение нагретой заготовки в штамп для последующего формоизменения в поковку. При формоизменении заготовки технологическая смазка переходит в жидкое и газообразное состояние с большим поглощением тепла, предохраняя от перегрева контактный слой гравюры, что снижает износ штампа.

Недостатком известного способа является глубокое (вплоть до криогенных температур) охлаждение штампа, поскольку замораживание смазки осуществляют после нанесения на гравюру посредством отвода тепла в штамп. При этом в штампе создается весьма неблагоприятное температурное поле - низкая температура в середине и существенно более высокая на гравюре. Глубокое охлаждение середины штампа приводит к повышенной хрупкости штампового материала и возможности его раскалывания. Это отрицательно сказывается на стойкости штампа, приводит к ее нестабильности. Кроме того, затраты на охлаждение массивного штампа до криогенных температур могут достигать суммы экономии от повышения стойкости штампа.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной долговечности деформирующего инструмента за счет уменьшения перепада температур его нагрева и охлаждения.

Это достигается тем, что в известном способе горячей объемной штамповки изделий, преимущественно высокоскоростной, включающем нанесение на рабочую гравюру деформирующего инструмента (штампа) технологической смазки и доведение ее до замороженного состояния, замораживание смазки осуществляют до ее нанесения на поверхность рабочей гравюры деформирующего инструмента.

Кроме того, используют смазку на водной основе, замораживая ее до снегообразного состояния с предварительным диспергированием.

При деформировании технологическая смазка переходит в жидкое и газообразное состояние с большим поглощением тепла, предохраняя от перегрева контактный слой гравюры штампа.

При этом исключается глубокое охлаждение всего штампа до криогенных температур, так как достаточно охлаждения до минус 10...-20^оС. При низком темпе штамповки штамп можно охлаждать непосредственно за счет соприкосновения замороженной смазки с поверхностью гравюры штампа до момента окончания ее таяния. Это снижает температурный градиент по сечению штампа, улучшает температурные условия его эксплуатации, позволяет использовать традиционные штамповые материалы, повышает их пластичность и устраняет возможность раскалывания штампов, повышая их эксплуатационную долговечность.

Кроме того, резко снижаются затраты на охлаждение.

Изобретение осуществляется следующим образом. Технологическую смазку, например водную суспензию коллоидного графита, диспергируют и замораживают до снегообразного состояния путем аэрозольного распыления в струе воздуха, охлажденного до температуры -30...-50^оС, и наносят на гравюру штампа. Штамп предварительно охлаждают до -10...-20^оС. Охлаждение штампа гравюры можно проводить непосредственно замороженной смазкой.

Нагретую заготовку укладывают в штамп на специальные подпружиненные ложементы, удерживающие ее над гравюрой. Затем производят высокоскоростную штамповку (выдавливание) изделия. При контакте с нагретой заготовкой смазка переходит в жидкое и газообразное состояние, создавая обильный смазочный слой на гравюре штампа и обеспечивая благоприятный для деформирования гидродинамический режим трения между заготовкой и штампом, снижающий тепловыделение в зоне контакта.

Переход смазки из твердого в жидкое и газообразное состояние происходит с большим поглощением тепла, предохраняя рабочую поверхность штампа от сильного разогрева и отпуска. При этом середина штампа не переохлаждена. Это снижает перепад температур, повышает пластичность и ударную вязкость материала, исключает раскалывание штампов. Эксплуатационная долговечность штампов возрастает в среднем в 1,5...2 раза, затраты на охлаждение снижаются в 3...4 раза.

Использование: смазка при высокоскоростной горячей объемной штамповке. Сущность изобретения: технологическую смазку диспергируют и замораживают до снегообразного состояния путем аэрозольного распыления в струе охлажденного до минусовых температур воздуха. Струю замороженной смазки направляют на поверхность гравюры штампа. После завершения операции смазки осуществляют высокоскоростную объемную штамповку нагретой заготовки. 1 з.п. ф-лы.

1. СПОСОБ ГОРЯЧЕЙ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ ИЗДЕЛИЙ, преимущественно высокоскоростной, включающий нанесение на рабочую гравюру деформирующего инструмента штампа технологической смазки и доведение ее до замороженного состояния, помещение нагретой заготовки в штамп для последующего формоизменения в поковку, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной долговечности деформирующего инструмента путем уменьшения перепада температур его нагрева и охлаждения, замораживание смазки осуществляют до ее нанесения на поверхность рабочей гравюры деформирующего инструмента. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют смазку на водной основе, замораживая ее до снегообразного состояния с предварительным диспергированием.