Способ штамповки деталей Советский патент 1979 года по МПК B21D26/02 

(54) СПОСОБ ШТАМПОВКИ ДЕТАЛЕЙ

1

Изобретение относится к области обработки- металлов давлением и касается, в частности, пневмоформовки полых изделий из листа в режиме сверхпластичности.

Известен способ получения изделий из листовых заготовок в состоянии сверхпластичности, при котором на заготовку наносят неравномерный по толщине слой покрытия из разлагающегося при нагреве вещества, имеющего температуру превращения близкую к нижней границе состояния сверхпластичности материала заготовки. Заготовку с покрытием нагревают и формуют равномерно распределенным деформирующим усилием 1 . Толщина слоя покрытия по поверхности заготовки устанавливается в зависимости от уменьшения толщины заготовки в том или ином месте в процессе штамповки.

Нанесение покрытия неравномерным по толщине слоем связано с определенными сложностями.

Целью изобретения является упрощение процесса.

Для этого покрытие наносят на отдельные зоны эаготовки в виде равномерного слоя вещества, коэффициент поглощения тепла которого отличен от коэффициента поглощения тепла материала заготовки, а нагрев осуществляют с одновременным приложением к заготовке деформирующего усилия.

Покрытие может быть из вещества, коэффициент поглощения тепла которого ниже, чем у материала заго0товки. Такое.покрытие наносят на зоны максимальных деформаций заготовки. На зоны минимальных деформаций заготовки может быть нанесено покрытие из вещества, коэффициент

5 поглощения тепла которого выше, чем у материала-заготовки. Возможно нанесение на разные зоны заготовки покрытий с разными коэффиху антами доглощения тепла,

0

Известно, что при формовке в состоянии сверхпластичности из жестко зажатой заготовки изделий типа стаканов и коробок образуются четко выраженные зоны максимальных дефор5маций заготовки (оформляющие дно и переход боковых стенок в дно изделия) и зон минимальных деформаций (оформляющие боковые стенки изделия).

На заранее определенные зоны минимальных деформаций заготовки наносят-покрытие, Толщина слоя быть достаточной для четкого контраста между имеющей большую степень черноты покрытой поверхностью заготовки и поверхностью, свободной от покрытия. С другой стороны, толщина слоя должна быть мигНимальной для обеспечения максимальrio возможного градиента температуры в направлении от слоя к поверхности заготовки. Характер распределения толщины слоя на заготовке не имеет значения,что дает возможност Наносить слой покрытия без контроля его по толщине {например, равномерным или близким к равномерномупо толаине). в качестве покрытия целесообразно использовать смазки на основе или с большими добавками графита для увеличения степени, черноты покрытия, а, следовательно, и коэффициента поглощения тепла.

: Стоимость технологических смазок для процессов обработки металлов Давлением ниже, чем стоимость сублимата я т.п.

Далее, подготовленную указанны1 1 Способом заготовку укладывают в штамп на матрицу, герметично прижимают и начинают нагревать до температуры состояния сверхпластичности материала заготовки. Одновременно создают по обе стороны заготовки избыточное давление среды,, достаточное для деформирования заготовки только в режиме сверхпластичности (в состоянии сверхпластичности) . Весьма малая величина приложенного давления исключает возможность деформации, а, следовательно, резкой локализации утонения и преждевременного разрыва заготовки при пониженных температурах вследствие высокого значения сопротивления деформации.

При нагреве покрытия поверхность заготовки вследствие поглощения тепла в большей мере из-за высокой степени чернот поверхности быстрее достигнет оптимальной температуры, чем свободные от покрытия зоны заготовки, И начнет деформироваться, уменьшаясь по толщине. Спустя некоторое время свободная поверхность заготовки также достигнет оптимальной температуры,и только тогда 1й1чне:т деформироваться. Таким образом, формовке всех зон заготовки интенсивнее утоняются зоны, сво.бодные от покрытия (влияние схемы напряженного состояния процесса), однако до включения в процесс формоизменения последних участки заготовки с покрытием уже получили. определенную степень утонения. В результате наложения влияния этих двух факторов отформованное издеие будет иметь достаточно равноерную толщину стенок. Эта разноидность способа эффективна, когда еформируег-гый материал заготовки ри нагреве имеет светлый цвет поерхности (например, сплавы на осове алюминия, магния).

При использовании покрытия, коэфициент поглоШения тепла которого меньше, чем у материала заготовки, покрытие наносится на зоны макси1альных деформаций заготовки. При нагреве деформация заготовки осуществляется, начинаясь с ранее определенных зон минимальных деформаций, с постепенным вовлечением в процесс остальной (покрытой) поверхности заготовки по мере достижения ею оптимальной температуры. В данном случае, в качестве покрытия целесообразно использовать смазки светльис тонов на основе стекла, а материал заготовки, очевидно, должен при нагреве иметь темный цвет поверхности (сплавы на основе титана и т.д.).

Пример. Получаемое изделие цилиндрический стакан высотой 46 мм и диаметром 92 мм, используемое покрытие - смазка 390-10 с большими добавками графита.

На листовую заготовку из сплава АМгб диаметром 102 мм тонким слоем нано.сят покрытие.Толщина слоя примерно равномерная (без контроля) и не превьгшает 0,3 мм. Покрытая зона -.кольцевой участок шириной 18 мм, отстоящий от края заготовки на 5 , Покрытую заготовку толщиной 1,5 мм У1сладывают на матрицу, герметично прижимают крышкой (ширина фланца под прижимом - 5 мм). Подают под крышку давление азота 5 атм и одновременно начинают нагревать устройство () . По достижении свободных от покрытия зон заготовки этой температуры последнюю стабилизируют. После окончания формовки полученное изделие имеет разнотолщинность 18,7%, что ниже предельно допустимой .

Формула изобретения

2,Способ по п,1, отличающийся тем, что на зоны максимальных деформаций заготовки наносят покрытие из вещества, коэффициент поглощения тепла которого ниже, чем у материалазаготовки.

3,Способ по n.i, о т л и ч а ющ и и с я тем, что на зоны мини972266

мальных деформаций , заготовки наносят покрытие из вещества,коэффициент, поглощения тепла кЬторого выше, чем у материала заготовки.

10Истсэчники информации,

принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР . № 539643, кл. В 21D 26/02, 1975

(прототип).