Способ изготовления полых поковок Советский патент 1991 года по МПК B21J5/00 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при получении полых поковок на прессах из слитков с поддоном.

Цель изобретения - снижение трудоемкости и повышение качества полых поковок.

На фиг. 1 изображено исходное положение слитка перед осадкой; на фиг. 2 - то же, после осадки; на фиг. 3-5 - то же, стадии прошивки.

Способ осуществляют следующим образом.

Слиток 1 с поддоном 2 после закатки цапфы 3 диаметром di и биллетировки помещают на нижнюю осадочную плиту 4 с отверстием, на донную часть устанавливают верхнюю осадочную плиту 5, в отверстие которой вставлен прошивень 6, и производят осадку с высоты о до высоты HI. В связи с тем, что высота прошивня меньше высоты осадочной плиты при осадке, происходит выдавливание донной части слитка диаметром dnp (1,1-1,3)du на высоту h (0,4-0,8)d, где d -диаметр поддона. Про и сходит также выдавливание цапфы в отверстие нижней осадочной плиты с высоты hi до h2 (фиг. 2). Производят выдержку во времени с таким расчетом, чтобы температура поверхности металла выдавленной части 7 была на 50- 100°С ниже температуры поверхности основного металла 8. После подстуживания прошивают отверстие с помощью надставок 9, при этом происходит увеличение высоты цапфы до Ьз (фиг. 3). Для окончательной прошивки блок 8 помещают на другую осадочную плиту 10 с отверстием d0 S dnp, установленную на подкладки 11, получая полую заготовку 12с отверстием, равным диаметру выдавленной части, и отход - выдру 13 (фиг. 5).

Для успешной реализации способа диаметр цапфы йц и диаметр выдавленной части dnp должны иметь вполне определенные значения в зависимости от массы слитка.

Ё

О

ел о

00

Численные величины йц и dnp рекомендуется определять по табл.1.

Из табл, 1 видно, что dnp (1,1-1,3)dq.

Из определения времени подстужива- ния, обеспечивающего требуемый перепад в50-100°С между температурой выдавливаемой части tB и основного металла to, рекомендуется зависимость, полученная на основе обработки экспериментальных данных

Г r NOO1

где г- время подстуживания, мин;

К- коэффициент, равный (1,3-1,5), мин/мм;

dnp - диаметр выдавленной части, мм.

Критерием оценки качества поковок является отсутствие или наличие дефектов в обьеме поковки, выдавленных при ультразвуковом контроле (УЗК) с учетом того, что единичные дефекты площадью более 2 мм2 приводят к забракованию поковки. Эксперименты показали, что способ реализуется лишь в тех случаях, когда

«пР (1,1-1,3)d4: h (0,4-0,8)d и At 50-100°С

При dnp 1,1 dq дефекты осевой зоны выдавливаются в отверстие верхней осадочной плиты не полностью и в готовой поковка при УЗ К обнаруживаются дефекты площадью более 2 мм2 (поковки бракуются). При dnp 1,3di4 значительная часть металла при прошивке удаляется в отход и применение способа является нерациональным. Процесс прошивки становится нестабильным - на верхнем торце заготовки появляется утяжина, возрастает трудоемкость ковки из-за необходимости правки торцов.

При h 0,4d дефекты осевой зоны выдавливаются в отверстие верхней осадочной плиты не полностью, в готовой поковке обнаруживаются (при УЗ К) дефекты площадью более 2 мм (поковки бракуются). При h 0,8d нарушаются условия стабилизации дефектов относительно вертикальной оси слитка, при прошивке они будут рассредотачиваться в плоскости, перпендикулярной оси слитка, что приводит к браку поковок из-за наличия внутренних дефектов.

При перепаде температур между выдав- ленной частью ta и основным металлом

to At 50°С(т 1,3 у ) нарушаются

условия стабилизации дефектов относительно оси слитка и при прошивке дефекты рассредотзчиваются в плоскости, перпендикулярной оси слитка, что приводит к браку поковок.

При At 100°C(,5 ) значительно возрастает усилие прошивки, при прошивке имеет место утяжина со стороны

верхнего торца заготовки, возрастает трудоемкость ковки из-за необходимости последующей правки торцов.

Для обеспечения положительного эффекта способа необходимо, чтобы диаметр

прошиваемого отверстия был равен диаметру выдавленной части. При этом условии прошитая заготовка получается ровной, без заусенцев и утяжин на торцовых поверхностях. При диаметре отверстия меньше диаметра выдавленной части на верхнем торце заготовки остаются наплывы металла, а на нижнем торце - хвостовик (цапфа) с заусенцем около зоны отверстия. Для получения полой поковки требуемых размеров возникает необходимость в удалении цапфы и последующей правки торцов для исключения наплыва металла. Это приводит к увеличению трудоемкости ковки.

Получают поковку кольца наружным диаметром 3280 мм, внутренним диаметром 2860 мм, высотой 845 мм (масса поковки 16,2 т). У слитка массой 24,2 т после нагрева в печи закатывают цапфу 0 630 мм со стороны пробыльной части, отрубают излишек, биллетируют на конус, получая блок вымытой Но 2200 мм с диаметрами основания: меньшего 1080 мм, большего 1150 мм. Сбиллетированн.ый блок помещают на нижнюю осадочную плиту с отверстием, на

донную часть устанавливают прошивень диаметром dn i 700 мм (d 500 мм) и верхнюю осадочную плиту с отверстием dote- 705 мм, перепад высот между осадочной плитой и прошивнем составляет h 250 мм.

Производят осадку блока до высоты Hi 860 мм, при осадке происходит выдавливание

донной части слитка диаметром 700 мм -

1,1/ на высоту h 250 мм (h 0,5d). После осадки осуществляют подстуживание выдавленной части путем выдержки во времени с установленными на осаженном блоке прошивнем и осадочной плитой

,3- 9,1мин.

После подстуживания с помощью над- ставек производят вдавливание прошивня в тело заготовки на глубину 0,9Hi ( -780 мм), блок вместе с верхней осадочной пли- той, прошивнем и надставкой перемещают на другую нижнюю осадочную плиту (dote 750 мм), установленную на подставки, и прошивают окончательно, получая заготовку высотой 860 мм, с наружным диаметром 1800 мм и отверстием 700 мм.

После подогрева производят раскатку на оправке до ковочных размеров.

Примеры конкретного выполнения способа на граничные значения технологических параметров приведены в табл. 2.

Использование предлагаемого способа позволяет получать высококачественные поковки, тем самым исключается назначение дополнительных припусков с целью удаления дефектов, прилегающих к отверстию полой поковки и уменьшаются затраты на повторную допрошивку и удаление (правку) утяжины.

Формула изобретения

Способ изготовления полых поковок из слитков, включающий нагрев слитка, формирование цапфы, биллетировку, осадку между плитами и прошивку со стороны донной части слитка, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости

и повышения качества поковок, в качестве исходного слитка используют слиток с поддоном, осадку слитка осуществляют с центрированием осадочной плиты по поддону слитка с одновременным выдавливанием донной части слитка диаметром 1,1-1,3 диаметра цапфы и высотой 0,4-0,8 диаметра поддона, перед прошивкой производят подстуживание выдавленной части до температуры, на 50-100°С ниже

температуры осаженного блока, а прошивку ведут с1 образованием отверстия, диаметр которого равен диаметру выдавленной части,

Таблица1

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении на ковочных прессах полых поковок из слитков с поддоном. Цель изобретения - снижение трудоемкости ковки и повышение качества поковок. Слиток с поддсном после закатки цапфы и биллетировки осаживают плитам1 с отверстиями с центрированием по поддону слитка. При осадке происходит выдавливание донной части слитка диаметром dnp 1,1 - 1,3 диаметра цапфы на высоту h 0,4 -0,8 диаметра поддона. Производят выдержку во времени с таким расчетом, чтобы температура поверхности металла выдавленной части была на 50-100°С ниже температуры осаженного блока. После подстуживания прошивают отверстие диаметром, равным диаметру выдавливаемой части. Это способствует надежному удалению дефектов осевой зоны из поковки и уменьшению трудоемкости изготовления полых изделий. 5 ил., 2 табл.

Таблица 2

Фиг.г

е- Щ

Фиг.1

Фие.З

/;

ФизЛ

Фиг. 5