Способ горячей изотермической штамповки Советский патент 1980 года по МПК B21J5/00 B21J3/00 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при получении металлических деталей, например, из титановых сплавов, путем горячей изотермической штамповки.

Известен способ горячей изотермической штамповки, при котором нагретую металлическую заготовку деформируют с использованием смазки в штампе, нагретом до температуры деформации заготовки l . В качестве смазки используется жидкое стекло или стеклоэмаль.

Недостатками известного способа являются высокое деформирующее усилие, низкое качество штампованных изделий и трудность извлечения их из штампа ввиду того, что при штамповке не обеспечивается наличие стабильной неразрывной смазочной пленки между поверхностями заготовки и штампа.

Целью изобретения является снижение деформирующего усилия, повышение качества штампованных изделий и облегчение удаления их из штампа за счет сохранения целостности смазочной гТленки во время всего процесса штамповки.

Поставленная цель достигается тем, что отношение величины вязкости смазки в Па- с к величине удельного уси5 ЛИЯ деформации в кг/мм подцержи.вают при штамповке в пределах 200450, а штамповку производят со степенью деформации не более 70% за один технологический переход.

Указанные соотношения установлены

10 и обоснованы экспериментально, что подтверждается следующим примером конкретного осуществления способа.

Штамповали точные поковки лопаток из титановых сплавов. Для лопаток из

15 сплава ВТЗ-1 средняя толщина профиля пера составляла 2,5 мм, ширина профиля пера - 45 мм. Температура нагрева заготовки и штампа - 940 + 10 С средняя скорость деформации - ,

20 Материал штампа - литейный жаропрочный сплав КСб-к, смазка заготовок эмаль ЭВТ-24 или стекло 209, относительная деформация - 50-60%. Вязкость смазки составляла 4100 Па-с.

25 При этих условиях удельные усилия деформации составляли 15-18 кгс/мм , а соотношение между вязкостью смазки и удельным усилием штамповки находилось в пределах 230-270.

При допуске на толщину профиля

пера лопаток + ,,мм стрйкость штам и, /

пон до реставрации была достаточно высокой - 900-1200 штук.

Корректировка удельного усилия штамповки проводилась за счет изменения скорости деформации. При увеличении скорости деформации до 0,25 с удельные усилия составили 22-28 кгс/мм, а отношения вязкости к усилию штамповки уменьшились до 150-185. На поверхности штампованных поковок наблюдали разрывы смазочной пленки. Имело место схватывание титанового сплава и инструмента.

Установлено, что при уменьшении соотношейия между вязкостью и усилием до значений, выходящих за пределы рекомендуемого диапазона, которое может иметь место либо при уменьшении вязкости смазки, либо при увеличении удельного усилия деформирования, смазочный слой подвержен разрушению уже при небольших (порядка 2530%) относительных деформациях.

Увеличение соотношения до значений, выходящих за пределы рекомендуемого диапазона, приводит к тому,что сопротивление деформированию металла становится соизмеримым с удельным усилием, требуемым для деформации (растекания) смазки. Последнее приводит к заштамповке смазки в тело штампуемой заготовки и ухудшению качества е поверхности. Кроме того, чрезмерное увеличение вязкости смазки заметно повышает усилие, которое необх одимо приложить для извлечения штампованной поковки из штампа.

Установлено также, что предельная величина относительной деформации не должна превышать 70%. При больших величинах деформации пленка смазки утоняется и теряет целостность. Происходит резкое увеличение усилия

штамповки и залипание деталей в штампе .

Так в описанном случае при деформации 85% удельное усилие повысилось до 30-35 кгс/мм , а стойкость штампа из сплава ЖСб-К понизилась в 22,5 раза.

Использование предлагаемого способа изотермической штамповки обеспечивает уменьшение потребного усилия деформации; значительное облегчение удаления отштампованных деталей из штампаj так как прямой контакт детали со штампом отсутствует; улучшение качества поверхности штампованных деталей(чистота поверхностине ниже 5-го класса) ; повышение стойкости штампов.

Формула изобретения

Способ горячей изотермической штамповки, при котором нагретую металлическую заготовку деформируют с использованием смазки в штампе, нагретом до температуры деформации заготовки, отличающийся тем, что, с целью снижения деформирующего усилия, повышения качества штампованных изделий и облегчения удаления их из штампа, отношение ве личины вязкости смазки в Па«с к величине удельного усилия деформации в кг/мм поддерживают при штамповке в пределах 200-450, а штамповку производят со степенью деформации не болуе 70% за один технологический переход.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 260382, кл. В 21 J 53/78, ГЭбЭ.