Способ получения изделий из сверхпластичных материалов Советский патент 1980 года по МПК B21D26/02 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, D частности для формовки в состоянии сверхпластичности изделий из Листа с одновремеиным устранением возможности искажений формы изделия при его удалении из штампа.

Известен способ формовки деталей из сверхпластичиых сплавов путем приложении равномерно распределенного деформирующего усилия и последующей выдержки для устранения коробления после удаления на опоре соответствую.щей формы в печи или в штампе при l80-220°C HG менее 10 мин l.

Ол11ако способ является трудоемким и требует fiaличия печи и опоры. .

.Известенспособ штамповки деталей у листовых заготовок в состоянии сверхпластичности путем приложения равномерно распределенного деформирующего усилия и создания торможемия утонения в зонах максимальных деформаций путем нанесения на заготовку неравномерного слоя сублиматора (леструктора), имеющего температуру сублимации, близкую к нижней границе состояния сперхп ктстичности штампуе,мого MaTepHajra f2J.

Основным недостатком этого способа является возможность искажения формы детали при ее последую 11ем удалении из штампа, так как деталь может быть продеформиропана в состоянии сверхпластичности при мальгх приложенных нагрузках (импульс сжотого воздуха при выталкивании, от механического выталкивателя и т.д.). Это

to ведет к снижению качества продукции.

Цель изобретения - повьпленио качества изделия.

Поставленная цель достигается на15гревом штампа до тсмпсрату1)и выше темпсрату1311ого диппп онл cocionuHJi свсрхпластичности материала злготоп и н вьадержкоМ изделия поело формо ки в штампе до потери материалом из20делия сверхпластических споПстп.

На листовую заготовку из спорхпластичного материала наносят неравномерный слой (толщина слоя обратно пропорциональна уменьшению толщины

25 листового материала после формогжи без покрытия) химического всщостоа, погло1чаю:дего тепло (нап1-1имср, сублиматора, деструктора, металла или сплава, претерпеваюпкло npciii niuoiniG первого или второго рода) при njJOHpatuoinnt при Томпоратуро препротоннп, соотпотствую1цс( иархиой гропицо сосTOiiHiin спорхплпстичиостн материала заготоики, Зптем эпготопку устапаплинают на матрицу, росположониую D корпусо шГ 1М11а coociio с ним, и прижимают герматимсски крьиикоП. UJTOMH ; ааготоикой нагронают. По достижении заготоБ оП температуры upeBpaJUonHn покрыт), последвео, протерпеаая про нрлщемио, охлаждает заготопку, а штали продолжают пагронать ло температуры, Buijia темп.ратурного диапазона СООТОЯИ1П1 сверхпластичности материала заготонки. Одновременно создают разность давленийпо обо стороны зах-отовкн н формуют QQ п состоянии спорхпластичности, контролируя томпературу заготовки п заданг ых состоя нием предйдах. Контроль осуществляют по;,бором типа покрытия с соответствую щеП скрЕЛой теплотой превра1цония (ин тснсииность проораадения пропорциональна ей) и, что предпочтительно, иэмено.мием давления окружающей среды над поперхностью покрытия, что изменяет температуру превращения слоя на заготовке (пнтенсицность превращения а слсдопательно, и захолаживания заго1чэпки пропорциональна положительной разности температур нагрева штам па и пренраадения покрытия). Созда- вать разность давлепиА для формовки . следует с учетом подлержпния темпе-. ратуры пренрагаеиия п обусловленных пределах:. Предпочтительно, чтобы поверхность заготопки со слоем веедествабыла oбpaa eнa к к зьиике, чтобьа в точности обеспечить заполкепне гра Бюры матрицы формуем.мм изделием, в этом случае разность давлени по обе стороны заготовки технологичней создалать со стороны матрицы,а не так как гфн этом температура превраа:, ния покрытия ке измеиит.ся. В процессе ;ФP мoнки .по мере полного прейрйщония покрытия температура заготовки пов1Д1 етоя до температуры штампа. Так нак покрытие HuHecetio нерс1вномернп-м ело- ом, то вначале повышают температуру участки заготовки, максимально дефор мирусмае при формоэке без покрьзтия .(иа них толщина слоя маиккальна) , л только-в конце формовки - труднодеФормируемые участки. Далее, при температуре всех участкоп отформованного изделия, ранной температуре штамna,j производят нидержку не менее 5-10 мин, при этом происходит огруб71ео1ие структуры изделия п результате аллотропического превращения или роста зерен н, как слелстиие, потеря им сверхпластических свойств. После этого в штампе создается нормадп ное , поднимают и удаляют изделие,из штампа. Участки изделия, примыкгиощие к фланцу, nniptina котбрых по про« ллаот 1111оиму1 1С:с:тпг;1 1 О 0,1-0,2 от соотгчотcTiiyioiJiero гооаритного pnviM«i5a илде йг,г ЛИЯ в плане, замеряемого п том жо Напраилении, но искажают форму при удалении изделия из штампа, поскольку зона перехода фланца п бокоаую поверхность япляется споеоОразним робром жесткости. Псполгтпие г гого. огрублять структуру на этих участках не требуется, а отсюда сократить продолжительность псого процесса за счет исключения времени нагропа и, выдержки этих участков. Пример конкретного осущестплония способа. Получаемое изделие - равно стенный купол висотой 50 мм и радиу сом 46 мм из сверхпластичмого сплава МЛ-8. Температурный диапазон состояния сверхпластичности сплаоа 380-4 Листовую заготовку диаметром 102 лм и толщиной 1 мм покрывали неравномерным слоем сублиматора ННдС с температурой сублимации 400-i50 C при 4атм и 338OG при 1 атм. Толщина слоя, равная в полюсе за1Х)тоБКи 4 мм, постепенно увеличивалась к периферии и у фланца равна 8,5 f..Заготовку помещали на мдтрицу, находящуюся и корпусе соосно с ним, герметично захимали по периферии крьаикой (ширина Фланца 5 MJ4). Поверхность со слоем сублиматора была обращена к KPIJUIKC, По обе стороны заготовки создавали дав.ленио 4. атм, осуществляли нагрев штампа с заготовкой до 400С, с ь-ачалом сублимации слоя в матрице соз давали давление 1 атм и начинали формовку, нагревая штамп до 480°С. При снижении температуры заготовки до давление под кр1 шкойповишали до 10 атм, при это.м сублимация прекращалась, а температура -заготов-, ки повышалась. Формообразование эавершали через . 4 мин 20 с. Выдержав иэделио 15 мин при 480°С, сжатым до 5атм воздухом, поданным в полюс из делия, извлекали изделие из штампа. Искажения формы не обнаруживали. Способ осуществляли еще раз так же, но . выдержка составляла б мин. Исках ения формы не обнаруживали, а при металлографическом исследовании на периферийном участке купола, примггкающем к фланцу, шириной вдоль-образующей купола 18 мг, что составляет 18/92 0,17 габаритного размера купола в плане, обнаруживали неполное огрубление структуры (сохранялись ультрамелкие ,зерна). Разнотолщинность купола .в обоих случаях составляла 13%. Способ целесообразно использовать в мелкосерийном производство. Формула изобретения 1. Способ получе ия изделий из. свсрхпластичных материалов, включающий предварительное нанесение на заготовку неравномерного слоя химического HeiuecTua, преторпопакицего (;вращсние с поглощением тип.ча, нпгрсш заготовки и штампа и последующую

форГЮпку заготопкн s состоянии сиерк.плпстичиостк избыточным давлоиием , среди, отлича 01г1и-йоя том, VJTO, о целью попы.иоинЛ-качоотиа нз- . долня путем устрппс{ ия гзоэможиости лскпжсьип его форми при удалении, из штомгш, используют ыощество и темноратуроП npenpniHGHUft, соотнетстпуюгпой всрхяоП rpatiiiuG состояния сиерхплаатичностн д;сформ11руемого материала, штамп иагренают до температуры рмао температурного диапазона состояпил сиврхпластнчности материала заготовки/ а после формовки кэделне Еьгдержк

впют и штампе до потери материалом изделия сперхпластичоских сиоиста.

2.. Способ по п. 1, о т л и ч а и ИС « тем, что кидержиу изделии в tuTiiMne производят до потери сперхпласти гсских сиоПств центрального участ)а и:здили,

Источники информации, приия71мО DO внимание при зкспортизс

1.Патент Англии М 1388159, кл. В 3 V , опублик. 26.03.75.

o

2.Л73ТОРСКОО спидетольстио СССР № 539G43, кл. В 21 О 2G/02,

|25.3,2Лб (прототип).