СПОСОБ ПРЕССОВАНИЯ ТРУБ Российский патент 2002 года по МПК B21C23/08 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к изготовлению труб методом прессования.

Известен способ прессования труб, содержащий при выдавливании тугоплавких труднодеформируемых сплавов установку между матрицей и заготовкой заглушки и смазывающего элемента. Заглушка выполнена в виде плоского диска с осевым цилиндрическим выступом с диаметром, большим диаметра очка матрицы, и заходящим на всю глубину в сквозное отверстие смазывающего элемента. (Авторское свидетельство СССР 499004, В 21 С 25/00, В 21 С 23/32, 1976).

Недостатком данного способа является образование пресс-остатка из материала заготовки и соответственно снижение выхода годного.

Заявленный способ совпадает с данным способом по следующим существенным признакам: использование технологической шайбы из пластичного материала, подача ее в контейнер последовательно с заготовкой и отдельно от нее.

Известен способ прессования труб из высокопрочных легированных сплавов, содержащий приваривание шайб из пластичного материала к переднему и заднему торцам заготовки и выпрессовку заготовки до образования пресс-остатка (Гуляев Г.И. и др. Прессование стальных труб и профилей. - М.: Металлургия, 1973, с. 80).

Недостатком данного способа является то, что в начальный момент прессования происходит запрессовка (истечение) металла технологической шайбы в зазоры между контейнером и заготовкой и в центральное осевое отверстие шашки и иглы. Кроме того, при осуществлении данного способа происходит запрессовка более пластичного материала технологической шайбы в утяжинный конец прессуемой трубы и разрыв прессуемой трубы от внутреннего давления запрессовываемого металла в зазор между иглой и внутренней поверхностью утяжинного конца трубы.

Заявленный способ совпадает с данным способом по следующим существенным признакам: использование технологической шайбы из пластичного материала, размещение ее между пресс-шайбой и заготовкой, прессование до образования пресс-остатка из материала технологической шайбы.

Наиболее близким по технологической сущности является способ прессования труб из труднодеформируемых сплавов, содержащий приваривание к торцам заготовки передней и задней шайб из пластичного материала, причем к переднему торцу каждой заготовки приваривают пресс-остаток отпрессованной заготовки, подачу нагретой заготовки с шайбами в контейнер пресса, выпрессовку трубы до образования пресс-остатка из материала шайбы, отделение пресс-остатка от трубы и удаление пресс-остатка из контейнера (Авторское свидетельство СССР 845929, В 21 С 23/08, 1981) - прототип.

Пресс-остаток перед приваркой обтачивают по наружной и внутренней цилиндрическим поверхностям для обеспечения ввода в контейнер.

Недостатком данного способа является его сложность из-за необходимости приваривания шайбы к заготовке и механической обработки пресс-остатков. Кроме того, в начальный момент прессования происходит запрессовка (истечение) металла технологической шайбы в зазоры между контейнером и заготовкой и в центральное осевое отверстие шашки и иглы. Также при осуществлении данного способа происходит запрессовка более пластичного материала технологической шайбы в утяжинный конец прессуемой трубы и разрыв прессуемой трубы от внутреннего давления запрессовываемого металла в зазор между иглой и внутренней поверхностью утяжинного конца трубы.

Заявленный способ совпадает с данным способом по следующим существенным признакам: использование технологической шайбы из пластичного материала, размещение шайбы между заготовкой и пресс-шайбой, использование в качестве шайбы пресс-остатка задней технологической шайбы, подачу нагретых заготовки и шайбы в контейнер пресса, выпрессовка до образования пресс-остатка из материала задней шайбы, удаление пресс-остатка из контейнера.

Задачей изобретения является снижение затрат за счет увеличения выхода годного путем предотвращения запрессовки материала технологической шайбы в зазор между заготовкой и инструментом и за счет снижения трудоемкости путем исключения вспомогательных операций.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе прессования труб, содержащем нагрев и подачу в контейнер заготовки и технологической шайбы из пластичного материала, выпрессовку трубы до образования пресс-остатка из материала технологической шайбы, удаление пресс-остатка из контейнера, при этом использование плоского диска или полученного пресс-остатка в качестве технологической шайбы при прессовании последующей трубы, в соответствии с изобретением технологическую шайбу нагревают до температуры ниже температуры нагрева заготовки и надевают на иглу перед подачей заготовки на ось прессования.

При прессовании трубы из труднодеформируемых сплавов технологическую шайбу нагревают до температуры на 100-450^oС ниже температуры нагрева заготовки.

При прессовании трубы из пластичных сплавов технологическую шайбу нагревают до температуры на 30-100^oС ниже температуры нагрева заготовки.

При прессовании трубы пресс-остаток, полученный при прессовании предыдущей трубы, используют в качестве задней технологической шайбы.

За счет нагрева задней технологической шайбы до температуры ниже температуры нагрева заготовки, но выше температуры прессового инструмента, в начальный момент при распрессовке заготовки исключается затекание материала технологической шайбы в зазор "заготовка-инструмент", а при окончании процесса прессования исключается затекание материала технологической шайбы в утяжинный кольцевой зазор "труба-игла". Кроме того, в процессе прессования технологическая шайба нагревается до температуры более высокой, чем исходная. При этом за счет этой разности температур обеспечивается свободное размещение шайбы в контейнере.

Оптимальный интервал температуры нагрева технологической шайбы при прессовании труднодеформируемых сплавов составляет 100-450^oС ниже температуры нагрева заготовки. Нижний предел (450^oС) нагрева технологической шайбы обеспечивает выпрессовку материала трубы без образования пресс-остатка, дальнейшее снижение температуры нагрева шайбы приводит к захолаживанию заднего торца заготовки и к образованию пресс-остатка из материала заготовки. Верхний предел (100^oС) нагрева технологической шайбы обеспечивает выпрессовку материала трубы без образования пресс-остатка, дальнейшее увеличение температуры технологической шайбы приводит к ее запрессовке в зазоры "заготовка-инструмент" и в утяженный конец трубы.

Оптимальный интервал температуры нагрева технологической шайбы при прессовании пластичных сплавов составляет 30-100^oС ниже температуры нагрева заготовки. Нижний предел (100^oС) нагрева технологической шайбы обеспечивает выпрессовку материала трубы без образования пресс-остатка, дальнейшее снижение температуры нагрева шайбы приводит к захолаживанию заднего торца заготовки и к образованию пресс-остатка из материала заготовки. Верхний предел (30^oС) нагрева технологической шайбы обеспечивает выпрессовку материала трубы без образования пресс-остатка, дальнейшее увеличение температуры технологической шайбы приводит к необходимости дополнительной обточки пресс-остатков.

Конкретные значения температуры нагрева технологических шайб зависят от материала прессуемой трубы и материала технологической шайбы.

Использование при необходимости пресс-остатка в качестве задней технологической шайбы, свободно надеваемой на иглу перед загрузкой заготовки в контейнер, позволяет снизить затраты на изготовление технологических шайб.

Объем технологической шайбы при этом рассчитывают в соответствии с пресс-остатком, обеспечивающим выпрессовку трубы из калибрующего пояска матрицы.

Способ осуществляется следующим образом.

Заготовку и технологическую шайбу нагревают до разных температур. В качестве задней технологической шайбы могут использовать плоский диск или пресс-остаток, образовавшийся из материала технологической шайбы при прессовании предыдущей трубы.

Нагретые технологическую шайбу и заготовку по отдельности подают на ось прессования. При прессовании труб на прессе без прошивной системы технологическую шайбу подают предварительно надевают на иглу, затем подают заготовку на ось прессования и выпрессовывают трубу до образования пресс-остатка из материала технологической шайбы.

Удаленный из контейнера пресс-остаток нагревают до заданной температуры (без промежуточной мехобработки) и процесс прессования повторяют вновь.

При прессовании труднодеформируемых сплавов могут использовать переднюю технологическую шайбу по известной технологии. Прессование труб из пластичных сплавов могут производить без передней технологической шайбы.

Пример 1
На горизонтальном гидравлическом трубопрофильном прессе усилием 3150 тс без прошивной системы из заготовки ⊘ 165 × ⊘ 85 мм выпрессовывают трубу размером ⊘ 105 × ⊘ 73 мм из сплава ЭП 943. Материалом технологической шайбы служит углеродистая сталь Ст. 3 ⊘ 165 × ⊘ 85 × 40 мм. Заготовку нагревают до температуры 1140^oС, технологическую шайбу - до температуры 750^oС.

На матрицу устанавливают смазочную шайбу на основе стекла и доменного шлака, на иглу устанавливают технологическую шайбу. Заготовку обкатывают стеклопорошком и подают на ось прессования. Затем заготовку и технологическую шайбу задают в пресс и выпрессовывают до образования пресс-остатка из технологической шайбы. Затем пресс-остаток удаляют из контейнера и загружают в печь для нагрева до заданной температуры. Процесс прессования повторяют, используя в качестве задней технологической шайбы полученный от предыдущего прессования пресс-остаток.

Пример 2
На том же оборудовании прессуют трубу из заготовки ⊘ 197 × ⊘ 45 мм сплава титана Тi-3Аl-2,5V. Материалом технологической шайбы служит сплав Вт1-0 ⊘ 197 × ⊘ 45 × 50 мм. Заготовку нагревают до температуры 830^oС, технологическую шайбу - до температуры 760^oС. Смазку битум + графит наносят на матрицу, контейнер и иглу. Технологическую шайбу надевают на иглу. Заготовку подают на ось прессования. Заготовку и технологическую шайбу подают в контейнер и выпрессовывают трубу ⊘ 89 × ⊘ 43 мм до образования пресс-остатка из технологической шайбы. Затем пресс-остаток удаляют из контейнера и загружают в печь для нагрева до заданной температуры. Процесс прессования повторяют, используя в качестве задней технологической шайбы пресс-остаток, полученный при предыдущем прессовании.

Использование: прессование труб. Сущность изобретения: Способ прессования труб включает нагрев технологической шайбы до регламентированной температуры ниже температуры нагрева заготовки, подачу шайбы на иглу, подачу заготовки на ось прессования, выпрессовку трубы, удаление пресс-остатка и использование его в качестве задней технологической шайбы при последующем прессовании. Изобретение обеспечивает предотвращение запрессовки технологической шайбы и исключение вспомогательных операций. 3 з.п.ф-лы.

1. Способ прессования труб, содержащий нагрев и подачу в контейнер заготовки и технологической шайбы из пластичного материала, выпрессовку трубы до образования пресс-остатка из материала технологической шайбы, удаление пресс-остатка из контейнера и использование плоского диска или полученного пресс-остатка в качестве технологической шайбы при прессовании последующей трубы, отличающийся тем, что технологическую шайбу нагревают до температуры ниже температуры нагрева заготовки и надевают на иглу перед подачей заготовки на ось прессования. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при прессовании трубы из труднодеформируемых сплавов технологическую шайбу нагревают до температуры на 100-450^oС ниже температуры нагрева заготовки. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при прессовании трубы из пластичных сплавов технологическую шайбу нагревают до температуры на 30-100^oС ниже температуры нагрева заготовки. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пресс-остаток, полученный при прессовании трубы, используют в качестве задней технологической шайбы.