Способ изготовления изделий типа стержней с утолщением электровысадкой Советский патент 1987 года по МПК B21J5/08 B21J1/06 

1 1303239

Изобретение относится к обработке еталлов давлением,, в частности к лектровысадке, и может быть исполь- зовано для изготовления изделий, имещих форму стержня с утолщением.

Целью изобретения является пов.ы- ение производительности изготовления изделий и их качества при использовании исходных заготовок с щерохо- ватостью боковой поверхности, характеризуемой параметром 20,6150 мкм, за счет улучшения контакта подвода

эл

10

и

сж

по ок Ра дл ни н не ро на ли

тока к нагреваемой заготовке, а также повышение стойкости скользящих контактов вследствие уменьшения силы трения при про талкивании заготовки через скользящие контакты, прижатые к ее боковой поверхности, во время проведения процесса.

Способ осуществляется следующим образом.

На стержневую заготовку с шероховатостью боковой поверхности, характеризуемой величиной R 2. 20-150 мкм, наносят элeктpoпpoвoдящeJe покрытие, затем заготовку размещают между радиальным и упорным электродами, путем пропускания через заготовку электрического тока нагревают ее до полу чения утолщения требуемых размеров, Для изготовления изделий, представляющих собой цилиндрические стержни с утолщением, применяли мерные заготовки: нарезанные из горячекатан- ных прутков стали марки 4Х14Н14В2М диаметром 20 мм, имеющих после удаления с поверхности слоя окислов шероховатость боковой поверхности, характеризуемую параметром R 80 мкм; точеные из прутков титанового сплава марки ВТЗ-1 диаметром 32 мм с шероховатостью боковой поверхности, характеризуемой параметром К 40 мкм. Для нанесения покрытия применяли два материала: № 1 - водную суспензию коллоидного графита ГК-1 по ТУ b-08-З16-75 с удельным электрическим сопротивлением после высушивания Р„ 2--10 мкОм М и удельной разрушающей нагрузкой при сжатии 5 200 МПа № 2 - композицию, в которой в качестве наполнителя содержался медный порошок со стабилизирующей пленкой по ГОСТ 4960-75, а в качестве связующего бакелитовый лак по ГОСТ-901- -78, представляющий собой раствор резольной фенолформальдегидной смолы в этиловом спирте, с удельным

электрическим сопротивлением Р 1,5 нкОм-м после его затвердения

0

5

0

5

35

40

45

50

55

и удельной разрушающей нагрузкой при

сжатии 01 - 450 МПа.

U Покрытия наносили на обезжиренную

поверхность заготовок посредством окунания и последуюп1его высушивания. Различные толщины покрытий получали для первЬго (№ 1) материала изменением вязкости суспензии, т,е. изменением соотношения содержащихся в ней воды и препарата ГК-1, а для второго (№ 2) - изменением содержания наполнителя,, т,е. медного порошка. Толщину нанесенного покрытия измеряли с точностью до 5 мкм.

Температуру разогрева скользящих контактов, изготовленных из бронзы БрХО,8 удельной разрушающей нагрузкой при сжатии 6 1050 МПа, при электровысадке измеряли с помощью контактной термопары; температуру изделия в зоне высадки - оптическим пирометром АПИР-С,Для сравнения результатов электровысадки заготовок из различных материалов с различной толщиной покрытия задавали ток нагрева и усилие сжатия заготовки скользящими контактами такие же, как при высадке заготовок без покрытия с гмероховатрстью боковой поверхности, характеризуемой параметром R, ё20 мкм. После этого проводили электровысадку заготовок с толщинами покрытия, при которых были получены положительные результаты, увеличенными значениями тока и уменьшенными значениями усилия сжатия заготовки скользящими контактами.

В результате проведенных испытаний было установлено, что при толщине слоя покрытия более 300 мкм возможно отслаивание материала покрытия от заготовки и перегрев скользящих контактов выше 50 С, при толщине слоя покрытия менее 10 мкм наблюдалось нарушение сплошности слоя и искрение в зоне скользящих контактов во время проведения электровысадки, В случае химического взаимодействия материала, например покрытия № 2 с материалом заготовок 4Х14Н14В2М возможно образование трещин на поверхности высаженных утолщений,

Также было установлено, что высадка заготовок с покрытием обеспечивает качество изделий при увеличенном токе нагрева и уменьшенном усилии

тами. Так, увеличение тока нагрева на 20 - .30% уменьшало время цикла высадки на 30 - 70%, а снижение усилия сжатия заготовки скользящими контактами уменьшило их износ, т.е. повысило стойкость скользящих контактов и позволило на 40 - 50% уменьшить колебания максимальной температуры нагрева на высаживаемой части заготовки за счет снижения силы трения в скользяву1х контактах, что гарантировало высокое качество изготавливаемых деталей. Помимо этого подготовка исходной заготовки нанесением на ее поверхность покрытия вместо применяемой чистовой обработки снизила трудоемкость изготовления деталей на 10-20%.

Формула изобретения

Способ изготовления изделий типа стержней с утолщением электровысадкой, при котором подготавливают исходную заготовку, а высадку осуществляют одновременно с пропусканием через заготовку нагревающего её электрического тока, который подводят к одному из торцов заготовки и к ее бо ковой поверхности, сжатой скользящими контактами, отличающий- с я тем, что, с целью повышения производительности и улучшения качества высаженных изделий при использовании заготовок с шероховатостью боковой поверхности, характеризуемой параметром R в пределах 150, мкм чис- товой обработки, подготовку исходной заготовки осуществляют нанесением на ее поверхность покрытия из материала, не взаимодействующего химически с материалом заготовки и имеющего удельную разрушающую нагрузку при сжатии.

Редактор К. Волощук

Составитель Н. Тимофеева Техред Н.Глущенко. Корректоре. Шекмар

Заказ 1245/10Тираж 583 .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

I рузка при сжатии материала скользящих контактов, ноне менее, чем отношение сжимающей силы к площади проекции кон- 5 такта на плоскость, перпендикулярно направлению сжимающей силы, удельное электрическое Сопротивление р материа

IJ Г

ла покрытия не менее, чем удельное электрическое сопротивление р материа- fO ла заготовки, но не более, чем

..

Z ,

) f.s-io , ,

20

J5

а толщину электропроводящего покрытия выбирают с учетом соотношения

.z-- I °. 4 Vyl

25

35

0

где о - толщина электропроводящего

покрытия, мкм;

f - высота неровностей профиля боковой поверхности высаживаемых заготово к, мкм;

. «.. мкм -высота неровностей профиля

боковой поверхности заготовок, при которой возможна качественная высадка без покрытия;

Р, удельное электрическое сопротивление материала заготовки, мкОм м;

Я - удельное электрическое сопротивление материала покрытия, мкОм м;

(Г - удельная разрушающая нагруз- ка при сжатии материала скользящих контактов, МПа;

6 - удельная разрушающая нагрузка при сжатии материала покрытия, МПа.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к электровысадке, и может быть использовано для изготовления изделий, имеющих форму стержня с утолщением. Изобретение позволяет повысить производительность и качество при электровысадке заготовок