Устройство для деформации заготовок из сплава марганец-алюминий-углерод Советский патент 1992 года по МПК B21C23/01 

Изобретение относится к области металлургии прецизионных сплавов и служит для получения постоянных магнитов из сплава марганец-алюминий-углерод.

Для обеспечения высоких магнитных свойств сплава марганец-алюминий-углерод применяют термомеханическую обработку, заключающуюся в пластической деформации сплава в диапазоне температур 530 - 830°С с целью создания магнитной анизотропии. При этом ось легкого намагничивания располагается вдоль направления деформаций растяжения, в направлении деформаций сжатия свойства минимальны. При осадке цилиндрических заготовок на плоских бойках вдоль оси наблюдается деформация сжатия, по радиусу и тангенциально направлении - деформации растяжения, т.е. наблюдается плоскостная текстура, которая нежелательна для пЪлуче- ния постоянных двухполюсных магнитов.

Известно устройство для деформации заготовок из стглава М арганец-аТибминий-уг- лерод, включающее контейнер и размещенный в нем пуансон. Контейнер соединен с конической матрицей. Перед деформацией в контейнер помещают заготовку и перемещением пуансона выдавливают пруток через отверстие матрицы.

Вследствие низкой теплопроводности сплава MnAIC глубина прокаливаемости его невелика, что ограничивает размер используемых для деформации заготовок, а значит Vi размер получаемых магнитов.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей путем увеличения габаритов получаемых магнитов.

Это достигается тем, что поперечное сечение контейнера представляет собой симметричную фигуру в виде вытянутой вдоль продольной оси щели, образованной из двух пар параллельных горизонтальных и

VI

о J

vl

СО

ю

вертикальных сторон, соединенных кривыми, обращенными выпуклостью к продольной оси, описываемыми уравнением

±V(a/2)3//x/,

(1)

где а - длина горизонтальной стороны, равная расстоянию между этими сторонами

В отличие от прототипа заготовку не продавливают через сквозное отверстие матрицы, а осаживают в контейнере. Для получения аксиальной текстуры предлагается направить течение металла вдоль одной координаты, не давая удлиняться вдоль другой координаты. При воздействии пуансона на заготовку, помещенную в контейнер, высотный размер заготовки будет уменьшаться, т.е. деформация ezz - сжатия. Благодаря тому, что материал заготовки начинает затекать в суживающийся канал в контейнере доль оси X, деформация ЈУу - также сжатия, соответственно, вдоль оси X ,- деформация растяжения.

Таким образом, выполнено условие формирования аксиальной текстуры - две деформации сжатия и одна - растяжения, причем направление оси легкого намагничивания располагается вдоль оси X.

Для формирования острой текстуры необходимо, чтобы деформации сжатия Јуу и EZZ были равны. Это может быть достигнуто равенством скоростей деформаций вдоль указанных направленийЈуу и ЈZz, выражение для определения Ј Zz следует из задания компоненты скорости Vz:

VZ -V -z/h, где V - скорость перемещения пуансона;

h - текущая высота заготовки.

Скорости деформаций составят величины:

,

откуда скорости перемещения металла

Vx 2xV/h; Vy -у V/h. Поскольку Vx dx/dt, a Vy dy/dt где t - время, то

cl Vy dx Vx 2 x

откуда у ± C/V x /(2)

причем константу с можно найти из граничного условия

у/х а/2 а/2,(3)

где а - сторона квадрата.

С учетом /3/ из /21, получим условие /1/.

Размер заготовки после деформации по координате z зависит лишь от начальной

высоты заготовки, на этот размер нет ограничений по прокаливаемое™. Благодаря тому, что заготовка фиксирована щелью, она обладает большой степенью устойчивости, поэтому высота заготовки может быть значительно увеличена, поэтому увеличиваются и размеры получаемого магнита.

На фиг.1 изображена расчетная схема течения металла: а - продольный разрез; б - поперечный разрез; в - схема деформированного состояния; на фиг.2 - вид устройства в разрезе; на фиг.З - горизонтальный разрез устройства.

Предлагаемое устройство /фиг.2,3/ состоит из пуансона 1, помещенного в контейнер 2. Полость контейнера снизу закрывает нижний пуансон 3, не перемещающийся во время деформации относительно контейнера. В контейнер помещена также заготовка А размерами основания в форме квадрата со

стороной а 20 мм, высотой 50 мм. Поперечное сечение контейнера и пуансона представляет собой симметричную фигуру в виде вытянутой вдоль продольной оси щели, образованной из двух пар параллельных горизонтальных и вертикальных сторон, соединенных кривыми, обращенными выпуклостью к продольной оси. Кривые описываются уравнением /1/ или в табличном виде:

Х,мм-10+-15 +-20 +-25 +-30 +-35 +-40 +-45 +-50 Y,MM+-IO+-8,16 +-7,07+-6.32+-5,75+-5.35+5,00+4,71 +4,47

Заготовку 4 загружают в полость контейнера 2 по центру с опорой на нижний пуансон 3. Предварительно оснастку нагревают до рабочей температуры. После прогрева заготовки до той же температуры

движением пуансона 1 деформируют заготовку 4. При величине изменения высоты заготовки A h 28 мм, необходимой для получения острой текстуры, деформацию прекращают и извлекают заготовку. Благодаря схеме нагружения, при которой по высоте и ширине осуществляется деформация сжатия, а по длине - деформация растяжения, реализуется возможность текстурова- ния металла и получение оси легкого

намагничивания /показатель магнитной анизотропии jr 0,75 - 0,80/.

Устройство позволяет увеличить габариты получаемых изделий в 2,4 раза, что расширяет технологические возможности.

Формула изобретения Устройство для деформации заготовок из сплава марганец-алюминий-углерод, включающее контейнер и размещенный в нем пуансон, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем увеличения габаритов получаемых магнитов, поперечное сечение контейнера представляет собой симметричную фигуру в виде вытянутой из двух пар

параллельных горизонтальных и вертикальных сторон, соединенных кривыми, обращенными выпуклостью к продольной оси, описываемыми уравнением

у - ± У(а/2)3//х /

10

где а - длина горизонтальной стороны, равная расстоянию между этими сторонами.

Использование: металлургия прецизионных сплавов, получение постоянных магнитов из сплава марганец-алюминий-углерод. Сущность изобретения: устройство содержит контейнер и пуансон. Поперечный разряд полости контейнера представляет собой симметричную фигуру в виде вытянутой вдоль продольной оси щели. Форма щели образована двумя парами горизонтальных и вертикальных сторон, соединенных кривыми, обращенными выпуклостью к продольной оси. Течение металла в таком устройстве происходит в сужающуюся щель, что позволяет обеспечить нужную текстуру металла. 3 ил.

Ч

5)

JCJC

1и

W

5;

ь

9иг. Z

А-Л

Фиг 3