СПОСОБ ЛИСТОВОЙ ШТАМПОВКИ С ПОДОГРЕВОМ Российский патент 2003 года по МПК B21D37/16 B21D22/02 

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться при штамповке (вытяжке, калибровке) деталей преимущественно из тугоплавких металлов, в частности молибденовых сплавов.

При глубокой вытяжке малопластичных молибденовых сплавов, например сплава молибдена с титаном, требуется подогрев до рабочей температуры около 300^oС, сплава молибдена с цирконием - до 350-400^oС (В.Н.Королев. Листовая штамповка молибдена и его сплавов в приборостроении. М.: Машиностроение, 1977, 149 с.). Подогревают оснастку (матрица, пуансон), а также заготовку. Без подогрева штамповка, особенно глубокая вытяжка, например, чашеобразных деталей затруднительна или вообще невозможна, т.к. металл заготовки разрушается, например образуются поверхностные надрывы в местах изгиба. Температура деформирования листов при этом устанавливается опытным путем и зависит от марки сплава, химсостава, толщины листа и других факторов.

Известно, что при нагреве стали на воздухе до температур 220-350^oС на поверхности нагреваемых изделий возникают цвета побежалости, определяемые толщиной окисных пленок. Обычно это явление используют в технике для ориентировочного определения температуры отпуска закаленной стали. Определенной температуре соответствует свой цвет побежалости, например по справочнику: И. С. Каменичный. "Краткий справочник термиста". М.-К.: Машгиз, 1969, 280 с. - при 220^oС цвет побежалости "светло-желтый", 240^oС - "соломенно-желтый" и т. д. до "серого" - 350^oС.

При нагреве молибденовых заготовок на их поверхности также возникают цвета побежалости, невидимые, однако, из-за смазки. Смазка заготовки при штамповке молибденовых сплавов также необходима, как и подогрев.

Нестабильность пластичности листов в состоянии поставки в разных плавках при одной и той же степени подогрева приводит к разному выходу годных деталей при штамповке.

За ближайший аналог взят способ листовой штамповки молибденовых сплавов с температурой заготовки к интервале 200^oС -350^oС, описанный в книге: В.Н. Королев. Листовая штамповка молибдена и его сплавов в приборостроении. М.: Машиностроение, 1977. При этом подогреваются до постоянной заданной температуры оснастка и заготовка.

Недостатки ближайшего аналога: не регламентируется степень подогрева заготовок разных плавок поставки листов, что снижает выход годных.

Задача изобретения: обеспечить повышение выхода годных при штамповке листов любой плавки поставки.

Поставленная задача решается тем, что смазку наносят не на все поверхности заготовки, ее подогрев ведут до температуры, различной для заготовок разных плавок, а степень подогрева определяют по цветам побежалости на несмазанной поверхности. При штамповке чашеобразных деталей из молибденового сплава ЦМ2А заготовки-диски под вытяжку смазывают с одной стороны, контактирующей с матрицей, а под калибровку смазывают внутреннюю и наружную цилиндрические поверхности, оставляя несмазанным донышко чашеобразных заготовок.

Сопоставительный анализ заявленного решения с известными техническими решениями позволил выявить, что представленная совокупность отличительных признаков неизвестна для специалиста в данной области и не следует явным образом из известного уровня техники, на основании чего делается вывод о соответствии представленного в настоящей заявке изобретения критерию "изобретательский уровень".

Для реализации способа выполняют операции:
1. Разогревают оснастку (матрицу, пуансон) до заданной температуры, которую поддерживают постоянной.

2. Смазывают поверхность заготовок технологической смазкой, оставляя часть поверхности несмазанной. Просушивают смазку.

3. Используя шкалу "температура цвет побежалости" по справочнику, например И.С.Каменичный. "Краткий справочник термиста", назначают первый вариант степени подогрева заготовки, например "красно-коричневый". Подогревают заготовку и быстро устанавливают в штамп, время переноса регламентируют.

4. Выполняют штамповку.

5. Снимают смазку и осматривают поверхность штамповки на отсутствие разрушений (расслоение, надрывы, трещины и др.).

6. При необходимости задают повышенную (пониженную) температуру подогрева заготовки, например, до "фиолетового" цвета побежалости, подогревают другую заготовку, штампуют, осматривают.

7. Устанавливают оптимальную степень подогрева заготовок - цвет побежалости, выполняют штамповку партии деталей с оптимальным цветом побежалости, т.е. подогревом.

ПРИМЕЧАНИЕ. Из справочника И.С.Каменичный. "Краткий справочник термиста" - цвета побежалости при температуре, ^oС:
Светло-желтый - 220
Соломенно-желтый - 240
Желто-коричневый - 255
Красно-коричневый - 265
Фиолетовый - 280
Синий - 300
Голубой - 315
Серый - 330-350
Способ проверен практически при штамповке чашеобразных деталей диаметром 26 мм из листов толщиной 0,8 мм молибденового сплава ЦМ2А, легированного цирконием и титаном (ТУ 48-4206-04-00).

ПРИМЕР 1. Штамп установлен на плите, обогреваемой спиральными электронагревателями с автоматической регулировкой температуры, заданной 460^oС. При первой операции штамповки - вытяжке заготовки диски диаметром 30 мм смазывали молибдендисульфидовой смазкой с одной стороны, после просушки заготовки укладывали на разогретую плиту возле штампа к верху несмазанной стороной. Поднимали пуансон из матрицы, где он подогревался. Заготовку, нагретую до красно-коричневого цвета побежалости, устанавливали на матрицу смазанной поверхностью, включали пресс, опускали пуансон, делая вытяжку. Осмотром штамповки установлена утяжка и мелкие, короткие надрывы на сгибе от донышка к цилиндру. Другие заготовки подогревали до фиолетового цвета и штамповали, при наличии утяжки надрывы отсутствовали, так штамповали партию из 200 деталей. После промежуточных операций с вакуумным отжигом выполняли калибровку деталей. При этом смазывали только верхнюю часть цилиндрических поверхностей. Подогревали заготовки до фиолетовою цвета и калибровали.

Выход годных (без надрывов) составил 70%, что удовлетворительно согласно техпроцессу.

ПРИМЕР 2. Штамповали партию таких же деталей, как описано в примере 1, но другой плавки поставки листов сплава ЦМ2А. Подобрана оптимальная степень подогрева дисков и штамповок - до желто-коричневого цвета побежалости. Выход годных составил 75%. Оптимальная степень подогрева заготовок из сплава ЦМ2А находится в интервале шкалы цветов побежалости, указанных в заявке. Однако oт плавки к плавке поставки оптимальная степень подогрева меняется. Это обусловлено тем, что металлы различных плавок отличаются в пределах, заданных техническими условиями.

Технический результат предлагаемого способа заключается в повышении выхода годных, без дефектов разрушения штамповок, экономии дефицитного и дорогого тугоплавкого металла (например, листов "специального назначения" из сплава молибдена) и повышении надежности изделий.

Изобретение может использоваться в машиностроении, в частности для изготовления деталей листовой штамповкой из тугоплавких металлов и сплавов в электровакуумном производстве. При постоянной температуре подогрева оснастки (матрица, пуансон) температура подогрева заготовки подбирается избирательно для партии поставки, при этом степень подогрева определяется визуально по цветам побежалости, для чего часть поверхности заготовки не смазывается. Повышается качество и выход годных деталей на вытяжке и калибровке за счет исключения дефектов металла. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ листовой штамповки с подогревом при вытяжке и калибровке, включающий подогрев оснастки, нанесение смазки на заготовку, ее просушивание, подогрев заготовки и штамповку, отличающийся тем, что смазку наносят не на все поверхности заготовки, ее подогрев ведут до температуры, различной для заготовок разных плавок, а степень подогрева определяют по цветам побежалости на несмазанной поверхности. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при штамповке чашеобразных деталей из молибденового сплава ЦМ2А заготовки-диски под вытяжку смазывают с одной стороны, контактирующей с матрицей, а под калибровку смазывают внутреннюю и наружную цилиндрические поверхности чашеобразных заготовок.