Способ ковки бесприбыльных слитков

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении поковок из бесприбыльных слитков. Цель изобретения - снижение себестоимости изготовления поковок за счет локализации в осевой зоне дефектного металла усадочной раковины при удалении последней. Перед осадкой слитка охлаждают внутреннюю поверхность его усадочной раковины на глубину σ = (0,15...0,25)<SP POS="POST">.</SP>D<SB POS="POST">макс</SB>, где D<SB POS="POST">макс</SB> - максимальный диаметр усадочной раковины, до температуры T<SB POS="POST">N</SB>=700...800°С при температуре основной массы слитка 1000...1100°С. При глубине усадочной раковины H≤0,5H<SB POS="POST">сл</SB>, где H<SB POS="POST">сл</SB> - высота слитка, осадку производят на величину H<SB POS="POST">ос</SB>=H<SB POS="POST">сл</SB>(0,11...0,15)<SP POS="POST">.</SP>D<SP POS="POST">2</SP>/D<SP POS="POST">2</SP><SB POS="POST">макс</SB>, где D - средний описанный диаметр слитка, одновременно с выдавливанием усадочной раковины. При глубине усадочной раковины H*98Н<SB POS="POST">сл</SB> производят сначала осадку на величину H<SB POS="POST">ос1</SB> = H<SB POS="POST">сл</SB>[1-(0,11...0,15)<SP POS="POST">.</SP>D<SP POS="POST">2</SP>/D<SP POS="POST">2</SP><SB POS="POST">макс</SB>], а затем прошивку. При закрытой усадочной раковине перед ее охлаждением производят вдавливание конуса с углом α<SB POS="POST">N</SB>=(0,8...1,0)Α<SB POS="POST">у</SB> где α<SB POS="POST">у</SB> - угол конусности усадочной раковины, на глубину H<SB POS="POST">в</SB> = (0,8...1,0)H. Способ позволяет локализовать дефекты в осевой зоне и полностью удалить их вместе с "жесткой рубашкой" усадочной раковины. 4 з.п.ф-лы. 8 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 В 21 J 1 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 на

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4286389/25-27 (22) 20.07.87 (46) 07.10.89. Бюл. № 37 (72) В. Д. Арефьев, Е. Д. Горохов, С. И. Жульев, А. В. Пакало, А. р. Скащенков и А. Ю. Петунин (53) 621.73 (088.8) (56) Охрименко Я. М. Технология кузнечноштамповочного производства. — М.: Машиностроение, 1976, с. 241, рис. 126. (54) СПОСОБ КОВКИ БЕСПРИБЫЛЬHblX СЛИТКОВ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении поковок из бесприбыльных слитков. Цель изобретения снижение себестоимости изготовления поковок за счет локализации в осевой зоне дефектного металла усадочной раковины при удалении последней. Перед осадкой слитка охлаждают внутреннюю поверхность его уса.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к получению поковок из бесприбыльных слитков.

Цель изобретения — снижение себестоимости изготовления поковок за счет локализации в осевой зоне дефектного металла усадочной раковины при удалении последней.

На фиг. 1 показано положение слитка с усадочной раковиной, глубина которой меньше половины его высоты, перед осадкой; на фиг. 2 — положение слитка после осадки; на фиг. 3 — положение слитка с усадочной раковиной, глубина которой больше половины его высоты; на фиг. 4 — положение слитка после осадки; на фиг. 5 и 6— слиток соответственно до и после прошивки; на фиг. 7 и 8 — слиток с закрытой

„„Я0„„1512700 А I дочной раковины глубину б= (0,15 ——

0,25) д. "с, где д -. — максимальный диаметр усадочной раковины, до температуры

1„=700 †8 С при температуре основной массы слитка 1000 — 1100 С. При глубине усадочной раковины h(0,5Hc., где Нс. высота слитка, осадку производят на величи. ну Н-=Н. (0,11 — 0,15) D /d, где D средний описанный диаметр слитка, одновременно с выдавливанием усадочной раковины. При глубине усадочной раковины

h)H-.«производят сначала осадку на величину Нос — — Нс1 (1 — (0,11 — 0,15) 0 /с1накс), а затем прошивку. При закрытой усадочной раковине перед ее охлаждением производят вдавливание конуса с углом а.= (0,8—

I,0) сс„, где а„— угол конусности усадочной раковины, на глубину и — — (0,8 — 1,0) h.

Способ позволяет локализовать дефекты в осевой зоне и полностью удалить их вместе с «жесткой рубашкой» усадочной раковины.

4 3. п. ф-лы. 8 ил. усадочной раковиной соответственно до и после вдавливания конуса.

Способ осуществляют следующим образом.

Нагретый бесприбыльный слиток 1 с головной 2 и донно" 3 частями и с усадочной раковиной 4 (максимальный диаметр смаке, высота h) устанавливают на осадочную плиту 5 с осевым отверстием 6 и в полость усадочной раковины 4 подают охлаждающее рабочее тело, например воду (показано на фиг. 1 стрелкой А). Тем самым охлаждают усадочную раковину 4 на глубину 6= (0,15—

0,25) д."с, где д»" — максимальный диаметр усадочной раковины. При нагреве слитка в печи до 1200 — 1240 С в процессе выдачи ее из печи, транспортировки, установки на осадочные плиты 6 и 7 и охлаждении усадочной раковины 4 температура его

1512700

3 снижается до 1000 — 1100 С. С тем, чтобы перепад температуры между охлажденной стенкой осадочной раковины и основным металлом слитка был в экспериментально установленных оптимальных пределах, обеспечивающих успешное осуществление процесса 200 — 400 С, усадочную раковину 4 охлаждают до температуры t„=700 — 800 С.

П ри неглубокой усадочной раковине 4 (h<0,5H. ) осадку производят на величину

Н-=Нсл (0,1 1 — 0,15) С где Н ° — высота слитка;

D — средний описанный диаметр слитка; ссмакс — максимальный диаметр усадочной раковины, с одновременным выдавливанием дефектного металла, получая осаженный блок 8 высотой Н с хвостовиком 9 (фиг. 1 и 2).

При глубокой усадочной раковине 4 (h)0,5Í.. ) осадку производят на величину

Н 1=Н лХ (1 — (0,11 — 0,15) - - — ) с послеЗ

Дмакс дующей прошивкой (фиг. 3 — 6). При этом .один из возможных вариантов осуществления способа следующий. Нагретый слиток 10 размещают на плите 7, на головную часть 2 устанавливают плиту 11 и через канал 12, выполненный в плите 11, подают хладоагент (показано стрелкой А) в усадочную раковину 4, охлаждая ее поверхность на глубину 6= (0,15 — 0,25) амадо 700 — 800 С. Для отвода нагретого хладоагента (например, пара) предусмотрен канал 13 (фиг. 3). Производят осадку слитка на величину Н., получая осажденный блок 14 высотой Н (фиг. 4). Затем плиту 11 снимают и на верхний торец осаженного блока 14 устанавливают проши вень 15, внедряют его в тело блока (на фиг. 5 не показано) и с применением надставки 16 удаляют прошивень 15 с усадочной раковиной в донную часть слитка (фиг. 6).

Расположение усадочной раковины 4 в обоих слуаях: h(0,5 Н.. и h)0,5Í., может быть и сверху и снизу при осадке слитка с удалением дефектного металла.

При закрытой усадочной раковине 4 (фиг. 7) перед ее охлаждением вдавлива ют в головную часть 2 слитка 1 конуса с углом при вершине а„, равным (0,8 — 1,0) угла конусности усадочной раковины а (фиг. 7) на глубину hb равную 0,8 — 1,0 глубины усадочной раковины h (фиг. 8).

Охлаждение внутренней поверхности усадочной раковины создает «жесткую рубашку», которая при осадке выдавливанием и прошивке ведет себя подобно инородному твердому телу в более мягкой среде. Благодаря этому перераспределения дефектов слитка не происходит, они локализуются в осевой зоне и полностью удаляются вместе с «жесткой рубашкой» усадочной раковины, что создает предпосылки для получения поковок без дефектов усадочного происхождения.

При толщине охлажденной стенки усадочной раковины 6)0,25d.. и (или) при охлаждении ее до t,=700 С диаметр «жесткой рубашки» становится большим, чем диаметр отверстия плиты, в результате чего дефектный металл не полностью удаляется в отверстие плиты, в поковке остаются де10 фекты

При толщине охлажденной стенки усадочной раковины 6(0,15d..- и(или) при охлаждении ее до t„)800 С диаметр «жесткой рубашки» уменьшается настолько, что проис15 ходит потеря устойчивости и перераспределение (смещение) осевых дефектов в тело слитка, что не обеспечивает их полное удаление.

При осадке слитка с высотой усадочной раковины h(0,5Í.- на величину Нас(20 (-Н . -0,11, усадочная раковина полdмакс ностью не удаляется из тела слитка и в нем остаются дефекты, осадка на величину х,.с)

)Нсл. О, 15 7 2 имакс нецелесообразна, так как приводит к выдавливанию качественного металла в хвостовик 9 (фиг. 2) и снижению выхода годного.

При осадке слитка с высотой усадочной

30 раковины h) 0,5Í . на величину Н-1( у (Н..(l — 0,15, ) имеют место повышени макс ный отход металла 17 (фиг. 6). При

g2

35 Н« )Нсл ° (1 — 0,11 — — ) возможна потеря и макс устойчивости «жесткой рубашки» охлажденной усадочной раковины и в результате рассредоточение дефектов усадочного происхождения в теле слитка, для удаления кото40 рых требуется применять прошивание большего диаметра, что приводит к повышенному расходу металла.

При а„(0,8а„и(или) hb<08h не обеспечивается равномерная толщина, что приво45 дит к дефектам в поковке после осадки

П ри a,„) 1,0а„и (или) hb) 1,0h происходит увеличение размеров усадочной раковины после внедрения конуса и ее дефекты остаются в теле паковки после осадки.

Прил ер. Требуется изготовить поковку

50 диска высотой 400 мм, диаметром 1070 мм (сталь OXH3M) из бесприбыльного слитка массой 3,7 т с параметрами:

Диаметр головной части 720 мм

Диаметр донной части 620 мм

Высота слитка 1360 мм

Максимальный диаметр усадочной раковины 290 мм

Нагретый до ковочной температуры

-1220 С слиток устанавливают на нижнюю

1512700

Формула изобретения

А

Фиг. 1

Фиг. 2 плиту с осевым отверстием cc = — 390 мм и охлаждают до 700 — 800 С в течение — 14 мин

На донную часть слитка помещают верхнюю осадочную плиту и производят осадку до величины Н-=880 мм.

После осадки удаляют методом рубки хвостовик и поддон и производят окончательную осадку под плоскими плитами до ковочных размеров. Выход годного составляет 76%.

Применение предлагаемого способа позволяет сократить один вынос, что способствует повышению производительности, снижению величины угара металла на 2,0%, а также сократить материальные затраты на изготовление дополнительной кузнечной оснастки.

1. Способ ковки бесприбыльных слитков, включающий нагрев слитка, его осадку и удаление осевой зоны с усадочной раковиной, отличающийся тем, что, с целью снижения себестоимости изготовления поковок за счет локализации дефектного металла в осевой зоне при удалении, перед осадкой охлаждают внутреннюю поверхность усадочной раковины на глубину 0,15 — 0,25 ее максимального диаметра.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что охлаждение внутренней поверхности усадочной раковины производят до 700 †8 С при температуре слитка 1000 †11 С.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что осадку производят на величину Н", определяемую соотношением ра

Нос= Нса (О, 1 1 — О, 15)

d наКс где Н .. — высота слитка;

0 — средний описанный диаметр слитка;

d- — максимальный диаметр усадочной раковины, а удаление осевой зоны с усадочной раковиной производят выдавливанием одновре1 менно с осадкой.

4. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что осадку производят на величину Нас, определяемую соотношением 2.

Нос1=Нса (1 — (0,1 1 — 0,15) — ) амалс а удаление осевой зоны с усадочной раковиной производят прошивкой после осадки.

5. Способ по пп. 1 — 4, отличающийся тем, 2 что в полость усадочной раковины перед охлаждением ее внутренней поверхности вдавливают конус с углом при вершине, равным 0,8 — 1,0 угла конусности усадочной раковины, на глубину 0,8 — 1,0 глубины усадочной раковины.

1512700

Фиг. 7

Составитель С. Малай

Техред И. Верес Корректор М. Шароши

Тираж 572 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 1О1