СПОСОБ ПРЕССОВАНИЯ ПОЛУФАБРИКАТОВ Российский патент 2010 года по МПК B21C23/04 B21J5/06 C22F1/00 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано для получения крупногабаритных полуфабрикатов из алюминиевых, магниевых сплавов, используемых в авиакосмической, кораблестроительной промышленности и других областях техники.

Известен способ прессования изделий, заключающийся в деформировании заготовки в каналах матрицы, пересекающихся в двух перпендикулярных направлениях (Патент США № 5513512 А, В21С 23/00, 1996 г.).

Недостатком этого способа является невозможность обеспечения однородности структуры и механических свойств материала и, как следствие, низкое качество изделий, полученных из этих заготовок.

Предлагается способ прессования полуфабрикатов, включающий горизонтальное выдавливание заготовки с начальным промежуточным выдавливанием под углом 10-40° к оси горизонтального выдавливания, последующим, по меньшей мере, одним дополнительным промежуточным выдавливанием под углом 100-160° к оси предыдущего промежуточного выдавливания, причем промежуточные выдавливания ведут с коэффициентом вытяжки, равным единице, а окончательное горизонтальное выдавливание ведут с противодавлением.

Способ прессования полуфабрикатов, при котором окончательное горизонтальное выдавливание ведут с коэффициентом вытяжки 1,02÷2.

Способ прессования полуфабрикатов, при котором каждое промежуточное выдавливание ведут с поворотом заготовки вокруг ее продольной оси.

Предлагаемый способ отличается от прототипа тем, что дополнительно ведут, по меньшей мере, одно промежуточное выдавливание, при этом начальное промежуточное выдавливание ведут под углом 10-40° к оси горизонтального выдавливания, а каждое последующее промежуточное выдавливание - под углом 100-160° к оси предыдущего промежуточного выдавливания, при этом промежуточные выдавливания осуществляют с коэффициентом вытяжки, равным единице, а окончательное горизонтальное выдавливание - с противодавлением.

Предлагаемый способ отличается тем, что окончательное горизонтальное выдавливание ведут с коэффициентом вытяжки, равным 1,02÷2.

Предлагаемый способ отличается тем, что каждое промежуточное выдавливание ведут с поворотом заготовки вокруг ее продольной оси.

Технический результат - повышение пластических и прочностных характеристик полуфабриката и, как следствие, повышение срока службы изделия.

Предлагаемый способ позволяет за счет нескольких стадий простого сдвига при повышенном уровне гидростатического давления получать однородность сдвиговой деформации по всему сечению прессуемого материала. Происходит дробление зерен по плоскостям скольжения. Способ обеспечивает как равномерность кристаллографического внутризеренного скольжения, так и создание условий для множественного зернограничного скольжения. Все это обеспечивает хорошую проработку металла и получение изделия с высокой однородной субмикроструктурой в радиальном и осевом направлениях, пониженной плотностью дислокаций внутри зерен по всему объему. Это повышает пластические и прочностные характеристики и, как следствие, повышает срок службы изделия.

Пример осуществления способа.

Для изготовления прутков ⌀ 70 мм брали заготовки в литом состоянии ⌀ 92×400 мм из сплава 1561 (Al-Mg-Mn).

Заготовки нагревали до температуры 250°С, контейнер и инструмент - до 400°С.

Прессование прутка осуществляли на горизонтальном гидравлическом прессе усилием 7,4 МН (750 тс) из контейнера ⌀ 170 мм с использованием графитомасляной смазки.

Сначала осуществляли горизонтальное выдавливание заготовки с коэффициентом вытяжки, равным 1, после чего вели начальное промежуточное выдавливание под углом 18° к оси горизонтального выдавливания с коэффициентом вытяжки, равным 1. Далее осуществляли последующее промежуточное выдавливание под углом 144° к оси предыдущего промежуточного выдавливания с коэффициентом вытяжки, равным 1. Затем - третье промежуточное выдавливание под углом 144° к оси предыдущего промежуточного выдавливания с коэффициентом вытяжки, равным 1. И далее - четвертое промежуточное выдавливание под углом 144° к оси предыдущего промежуточного выдавливания также с коэффициентом вытяжки, равным 1.

Каждое промежуточное выдавливание проводили с поворотом заготовки вокруг ее продольной оси в одном и том же направлении на угол 90°. При этом положение заготовки после последнего промежуточного выдавливания соответствовало положению заготовки при начальном горизонтальном выдавливании.

Затем осуществляли окончательное горизонтальное выдавливание с противодавлением с коэффициентом вытяжки, равным 1,84.

С помощью предложенного способа изготовлена опытно-промышленная партия прутков ⌀ 70 мм.

Также получали изделия по способу-прототипу.

Механические свойства полуфабрикатов из сплава 1561, отпрессованных по предложенному способу и способу-прототипу, представлены в таблице.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить прочностные характеристики в 1,5÷2 раза, пластические - в 2,4÷3 раза, что повышает срок службы изделий в 1,5÷2 раза.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при получении крупногабаритных полуфабрикатов из алюминиевых или магниевых сплавов, применяемых, например, в авиакосмической, кораблестроительной промышленности. Производят горизонтальное выдавливание заготовки, по меньшей мере одно ее промежуточное выдавливание и последующее окончательное горизонтальное выдавливание с противодавлением. Начальное промежуточное выдавливание ведут под углом 10-40° к оси горизонтального выдавливания. Каждое последующее промежуточное выдавливание осуществляют под углом 100-160° к оси предыдущего промежуточного выдавливания. Промежуточные выдавливания производят с коэффициентом вытяжки, равным единице. В результате обеспечивается повышение пластических и прочностных свойств полученного полуфабриката. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ прессования полуфабрикатов, включающий горизонтальное выдавливание заготовки, ее промежуточное выдавливание с последующим окончательным горизонтальным выдавливанием, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют по меньшей мере одно промежуточное выдавливание заготовки, начальное промежуточное выдавливание ведут под углом 10-40° к оси горизонтального выдавливания, а каждое последующее промежуточное выдавливание - под углом 100-160° к оси предыдущего промежуточного выдавливания, причем промежуточные выдавливания осуществляют с коэффициентом вытяжки, равным единице, а окончательное горизонтальное выдавливание - с противодавлением.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что окончательное горизонтальное выдавливание осуществляют с коэффициентом вытяжки 1,02-2.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что каждое промежуточное выдавливание осуществляют с поворотом заготовки вокруг ее продольной оси.