Способ изготовления профилей Советский патент 1992 года по МПК B21C23/22 

Изобретение относится к обработке металлов давлением в частности, к изготовле- нию профилей из композиционны масериалов пластическим деформированием

Известен способ изготовления профилей включающий предварительную подготовку заготовки из малопластичного сплава и последующее ее деформирование путем прессования при температуре, выше температуры рекристаллизации сппава

Недостатки известного способа состоят в том, что он не пригоден для изготовления профилей из композиционны материалов с аморфной составляющей так как в процессе нагрева и деформации аморфная составляющая ристаллизуется и теряет свои свойства

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому, изобретению является споеоб шгоговпения, профилей из композиционны : материалов, в том числе из смеси висмутсодержащего оксида в аморфном состоянии с кристаллическим компонентом. Способ включает заполнение порошковой или спеченной смесью металлической оболочки и последующее ее деформирование в регламентированном температурном интервале выше температуры рекристаллизации (для керамического вольфрама 1200-1500°С) путем прессования с вытяжкой 3-10,,

Недостатки известного способа состоят в том нто деформирование композиционны : материалов, содер ащи« оксиды висмута в аморфном состоянии, при температура.. рекристаллизации ТР приводит к чрезмерному размягчению и последу-, ющей кристаллизации аморфной составляющей, что ухудшает качество профилей,. Снижение регламентированной температуры деформации ниже Тр приводит кг. ухудшению пластически свойств композител

С

j

00 01 Ь СП 00

U)

ного материала, образованию разрывов металлической оболочки и сердцевины. Это гак же снижает качество профилей

Цепь изобретения состоит в повышении качества профилей

Это достигается тем, что в известном способе изготовления профилей из композиционны материалов, преимущественно из смеси висмутсодержащего оксида в аморфном состоянии с кристаллической компонентой, включающем заполнение смесью металлической обопочни и последующее ее деформирование в регламентированном температурном интервале,, согласно предложению,,деформирование ведут при температуре Тд - 50°С - Тд + + 120°С, где Тд - температура стеклования висмутсодержащего оксида, при этом минимальное содержание висмутсодержащего оксида в аморфном состоянии в смеси составляет 5-10 мае %

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем Для висмут- содер ащи он ендов в аморфном состоянии существует температура стеклования Тд, при которой проис одит размягчение (пластификация аморфны оксидов висмута Постольку температура Тд ниже температуры рекристаллизации Тр, остек- пованные оксиды висмута сохраняют в гото- вом профиле основные фшзические свойства аморфной фазы при одновременном повышении пластически свойств композиционной смеси в процессе деформации При приложении давления для осуществления пластического деформирования температура начала стеклования сни- кается для еисмутсодер + ащего оксида на величину - 50°С Помимо сохранения физически характеристик аморфны оксидов висмута в готовом профиле деформирование в температурном интервале Тд - 50°С - Тц+ 120°С исключает образование поперечны разрывов металлической оболочки и сердцевины профилей. Указанные свойства начинают проявляться при содержании аморфной ф ззы в смеси не менее 5-10 мае %

Экспериментально установлено, что деформирование в интервале температур от Тл - 50°С до Tq + 120° С обеспечивает высокое качество профилей иэ композиционны ; материалов при сохранении сплошности сердцевины и оболочки о чем свидетельствует значение При температуре ниже Тд 50°С не иск лючены разрывы сердцевины т к стеклования аморфной составляющей не происходит в полной мере Площадь контакта S оболочки и сердцевины (из-за нар/шения сплошности последней) уменьшается Увеличение температуры деформирования более Тд+ 120°С приводит к увеличению неоднородности свойств остеклованного вигмутсодержащего оксида

и кристаллической компоненты, следствием чего является неравномерность деформации сердцевины, разрывы металлической оболочки, уменьшение S. Это снижает качество профилей Дальнейшее повышение

0 температуры ведет к кристаллизации аморфного висмутсодержащего оксида и потере физически, свойств композита

Также экспериментально установлено, что улучшение пластически к свойств компо5 зиционного материала с и аморфной фазой имеет место лишь при минимальном содержании ее 5-10 мас% В противном случае, пластифицирующее действие аморфной фазы в интервале температур Тц - 50°С - Тд +

0 +120DC недостаточно для повышения пла- стичеснн свойств всего объема смеси, что ведет к разрывам сердцевины, ухудшает качество профилей

Если висмутсодер кащий оксид имеет

5 сгебиометрический параметр содержания висмута менее 1,5, то при содер анпи аморфной фазы по массе менее 10% пластификация композита в очаге деформации недостаточна, что снижает качество профи0 лей. а при минимальном содер + IH VI гто 10% и дальнейшем увеличении содержания качество профилей удовлетворяет требованиям Если ке висмутсодерфащий оксид имеет стекиометрпческий параметр содер5 жанпя висмута I 5 и более, то минимальное содержание аморфной фазы составляет 5% При снижении содер i ания аморфной фазы менее 5% композит не пластифицируется,, что у удшает его деформируемость и каче0 ство готовы«; профилей Так им образом, для различны составов висмутсодержащи оксидов в аморфном состоянии минимально допустимое содержание и« в смеси может Изменяться от 5 до 10 мае %

5П р и и е р. Металлическую оболочку в виде медной трубки с внешним диаметром 8 мм м толщиной стенш 2 мм уплотняют с одного торца заводным наконечником и заполняют смесью порошка висмугсодержа0 щего аморфиэировэнного оксида BpSnCaCuQ с температурой стеклования Тд 435ПС и керамического порошка Содержание висмутсодер + ащего оксида в аморфном состоянии в смеси составляет по

5 массе С 28% Затем свободный торец трубил уплотняют неаной пробкой Полученную заготовку помещают в установку газовой экструзии |УГЭ| обратив заводным наконечнисом в электроподогревземую матриц/ с калибрующим участком диаметром 2 0 мм Внутреннюю полость УТЭ промывают рабочим газом - аргоном, после чего уплотняют включают эпекгроразогрев матрицы до регламентированной температуры t Тд + 35°С 470°С, которую поддер живают постоянной Затем давление газовой экструзии повышают до начапа стабильного протекания процесса пластического деформирования Пластификация аморфной фазы обеспечивает высокую пластичность композита Готовый профиль из композиционного материала в виде прутка крутого сечения имеет высокие физические свойства, т к сохраняет аморфную фазу, не содержит разрывов оболочки и сердцевины, показатель качества 5 1, профиль сохраняет ппзстичность д 12%, обеспечивающую его дальнейшее деформирование (прокатку плющение, формовку

Варианты реализации предложенного способа и показатели качества готовых профилей приведены в таблице.

Из таблицы следует что реализация предложенного способа (варианты 2-4, 9- I I) обеспечивает высокое качество профилей при сохранении аморфной составляющей композиционного материала и заданны к физически свойств В случае запредельны значений температуры деформирования (варианты 1, 5 7) качество профилей снижается При содержании висмутсодержащего оксида в аморфном состо- янии менее 5% (сте иометрический параметр равен 2) показатели качества снижаются (варианты 1, 4) Аналогичная картина имеет место при сте неметрическом параметре 1 2 снижение содержания аморфной фазы менее 10% приводит к ухудшению качества готовы к профилей (вариант 8) Увеличение содержания аморфной фазы до предельны значений при оптимальных

температура деформации (варианты 4, 11) со«раняет высокое качество профилей Повышение температуры деформирования до температуры рекристаллизации Тр (вариант

12), помимо ухудшения качества профилей, приводит к неудовлетворительным физическим свойствам из-за кристаллизации аморфной фазы

Технико-экономические преимущества

предпо енного способа заключаются в том, что деформирование в температурном интервале Тд - 50°С - Тд + 120°С заготовок из композиционны материалов в виде смеси висмутсодернеащего оксида в аморфном состоянии (не менее 5-10 мае % для различны оксидов) с кристаллическим компонентом, помещенной в металлическую оболочку, позволяет исключить образование разрывов и трещин оболочки и

сердцевины, сохранить в готовом изделии аморфную фазу и повысить пластичность профилей

Формула изобретения Способ изготовления профилей из юмпозиционных: материалов, включающий заполнение металлической оболочки смесью оксида металла и кристаллическим компонентом и ее последующее деформирование в регламентированном температурном интервале отличающ и и с я тем, что, с цепью повышения качества профилей при использовании висмутсодержащего оксида в аморфном состоянии, температурный интервал деформирования выбирают равным

(Тд - 50°С) . .. (То + Г20°С|, где Тп - температура стеклования висмутсодер ащего оксида в аморфном состоянии при атмосферном давлении, при минимальном содержании висмутсодержащего оксида в аморфном состоянии в смеси, составляющем 5 .10мас..%

Использование при изготовлении профилей из N оппозиционны материалов пластическим деформированием. Существо способ изготовления профилей из смеси висмутсодержащего оксида в аморфном состоянии с кристаллическим компонентом включает заполнение смесью металлической оболочш и последующее ее деформи- рование в регпаментированном температурном интервале. Деформирование ведут при температуре Тл - 50°С-Тд Н20°С, где TQ - температура стеклования висмугсодер..ащего оксида в аморфном состоянии при атмосферном давлении, при этом минимальное содержание висмутсо- дер ащего оксида в аморфном состоянии в смеси, в зависимости ог вида оксида,, составляет 5-10мас% 1 табл